内容简介
《电力系统分析新兴技术》主要介绍电力工业在新形势下出现的新挑战和新技术。内容包恬:概述、新兴技术基础、数据挖掘技术及其在电力工业的应用、网格计算、基于概率方法和确定方法的电力系统分析、相量测量单元及其在现代电力系统中的应用和新兴技术的发展趋势等。每个专题均有完整的实例研究。
《电力系统分析新兴技术》适合电气工程领域的研究生、研究人员及工程技术人员阅读。
作者简介
董朝阳,现为香港理工大学副教授,电力系统规划及系统分析专家。张沛现为埃森哲(Accenfure)智能电网总监,之前任美国电力科学研究院(EPRI)电力系统运行和规划部主任。
内页插图
目录
第1章 概述
1.1 放松管制的规则
1.2 世界范围放松管制综述
1.2.1 管制与放松管制
1.2.2 典型电力市场
1.3 电力系统中的不确定性
1.3.1 负荷建模
1.3.2 分布式发电
1.4 形势意识
1.5 控制性能
1.5.1 分散保护与控制
1.5.2 集中防护与控制
1.5.3 现有防护协调系统可能存在的协调问题
1.5.4 种情况说明在防护和控制系统中的协调问题
1.6 总结
参考文献
第2章 新兴技术基础
2.1 电力系统连锁故障与分析技术
2.2 电力系统分析中的数据挖掘方法及应用
2.3 网格计算
2.4 随机性与确定性分析方法
2.5 相量测量单元(PMU)
2.6 拓扑法
2.7 电力系统脆弱性评估
2.8 总结
参考文献
第3章 数据挖掘技术及其在电力工业中的应用
3.1 引言
3.2 数据挖掘的原理
3.3 相关、分类与回归
3.4 现有的数据挖掘工具
3.5 基于数据挖掘的市场数据分析基础
3.5.1 电价预测介绍
3.5.2 电力市场中的价格尖峰
3.5.3 价格尖峰预测的构架
3.5.4 区间价格预测问题定式化
3.5.5 区间预测方法
3.6 基于数据挖掘的电力系统安全评估
3.6.1 背景知识
3.6.2 网络模式挖掘与不稳定性预测
3.7 个案研究
3.7.1 价格尖锋预测的个案研究
3.7.2 区间价格预测个案研究
3.7.3 安全评估个案研究
3.8 总结
参考文献
第4章 网格计算
4.1 引言
4.2 网格计算原理
4.2.1 结构
4.2.2 特征与功能
4.2.3 网格计算与并行计算
4.3 常用网格计算软件包
4.3.1 软件包
4.3.2 案例
4.3.3 电力系统中的应用软件
4.4 基于网格计算的稳定性评估
4.5 基于网格计算的可靠性评估
4.6 基于网格计算的电力市场分析
4.7 案例分析
4.7.1 概率潮流计算
4.7.2 电力系统故障分析
4.7.3 性能比较
4.8 总结
参考文献
第5章 基于概率方法和确定方法的电力系统分析
5.1 引言
5.2 确定对概率方法的需求
5.2.1 电力系统稳定性分析
5.2.2 电力系统可靠性分析
5.2.3 电力系统规划
5.3 概率分析方法
5.3.1 电力系统稳定性分析
5.3.2 电力系统可靠性分析
5.3.3 电力系统规划
5.4 概率稳定性分析方法
5.4.1 概率暂态稳定分析方法
5.4.2 概率小信号稳定性分析方法
5.5 概率可靠性分析方法
5.5.1 电力系统可靠性分析
5.5.2 概率可靠性评估方法
5.6 概率系统规划
5.7 案例分析研究
5.7.1 概率小信号稳定分析案例
5.7.2 概率潮流
5.8 总结
参考文献
第6章 相量测量单元及其在现代电力系统中的应用
6.1 引言
6.2 状态估计
6.2.1 概述
6.2.2 加权最小二乘法
6.2.3 增强的状态估计
6.3 稳定性分析
6.3.1 电压与暂态稳定性
6.3.2 小信号稳定性
6.4 事件识别和故障定位
6.5 增强情境意识
6.6 模型确认
6.7 个案研究
6.7.1 特征椭球的形成
6.7.2 特征椭球的几何属性
6.7.3 特征椭球的解释规则
6.7.4 仿真结果
6.8 总结
参考文献
第7章 新兴技术与发展趋势
7.1 识别新兴技术
7.2 新兴技术的趋势
7.3 进一步的阅读
7.3.1 碳排放交易机制和碳减排计划的经济影响
7.3.2 基于可再生能源的发电——风能
7.3.3 智能电网
7.4 总结
参考文献
附录
A.1 韦伯分布算例
A.2 特征值和特征向量
A.3 特征值和稳定性
参考文献
名词术语英汉对照
精彩书摘
数据挖掘是在大规模数据库中识别隐藏的、潜在可用的和可理解的信息以及模式的过程;或简而言之,它是挖掘出来自于数据库的隐藏模式的过程。它是数据库的知识发现过程中的一个重要的步骤(Olaruand Wehenkel,1999)。数据挖掘在电力系统中的应用有很多,比如预测、安全分析等。众所周知,在线意外事故分析和在线动态安全评估(D3mamic Security Assessment,DSA)是一个非常复杂的任务,在电力系统中,随着复杂性的提高,相应的系统数据呈指数式增长。许多公司存储了类似的数据,但这些数据没有得到充分利用。在这样复杂的情况下,需要可靠、快速的算法来实现如基于传统的耗时的安全评估或动态仿真。
值得注意的是,人工智能技术如神经网络(Neural Network,NN)已经很好地用于仿真。但是,到目前为止,在现实中,基于人工智能的方法存在许多缺点,这些缺点阻碍了它们的广泛应用。基于在线动态安全评估的神经网络的主要缺点是推理的不透明性、过度拟合问题以及对大规模系统的不适用性,缺乏来自于神经网络输出的统计信息也是限制其应用的主要问题。基于实时安全评估逼近的数据挖掘可以提供统计上的可靠结果,并且在许多复杂系统中已得到广泛的应用,如电信系统和互联网安全领域。在电力工程中,数据挖掘已成功地用于许多领域,包括电力系统设备的故障诊断和环境监测、用户负载特征分析(Figueiredoeta1,2005)、非技术性的损耗分析(Nizar,2008)、电力市场需求分析和价格预测(Zhaoetal,2007a;Zhaoetal,2007b;Zhaoetal,2008)、电力系统意外事故评估(Zhao,2008c)以及许多电力系统操作的其他任务(Madanetal,1995;Tsoetal,2004;Pecas Iopesand Vasconcelos,2000)。然而,在一些特殊方面,如大规模电力系统意外事故评估和预报(Taskforce2009),数据挖掘技术还缺乏系统性的应用。
作为如电力系统在线动态安全评估这样的应用,为系统操作获得相应的控制动作,防止连续的系统安全问题,迫切需要瞬时评估结果。数据挖掘以逼近为基础,由于其算术和统计的可靠性特性,为在线动态安全评估类型的任务开发了实际的解决方案,其在许多方面优于传统的基于逼近的人工智能的方法。首先,在大规模数据库中,数据挖掘最初被设计用于发现有用模式,而在人工智能逼近中通常要面对不能提供有效的复杂性问题。因此,基于逼近是数据挖掘可提供在使用友好的、有效的窗体上的快速响应。第二,由于多种数字处理技术整合到挖掘算法中,因此,使数据挖掘算法具有强大的抗干扰能力。
前言/序言
电力系统是世界上最复杂的大系统。在过去的几十年中,随着各国对电力系统的放松管制和需求的增长,很多国家的电力系统已经运行在一种高度紧张的状态,并且存在着很高的不稳定性和更多的不确定性风险。该系统的运作者负责安全地操作系统以便有效和可靠地供电给用户。因此.电力系统分析的任务变得越来越具有挑战性,需要更先进的技术支撑。本书给出了电力系统分析的一些新兴关键技术,提供了一个整体的技术创新方法,介绍了下一阶段将发生在电力行业的快速变化和发展,这对于智能电网有着重要的参考价值。本书的内容如下:
第1章介绍电力工业的最新发展,包括电力系统中的不确定性、建模、分布式发电、环境问题、保护和治理现状等。
第2章概述关键的新兴技术在电力工业中的发展,介绍了新兴技术现状,由于章节有限,本书不可能包含所有的技术,笔者将挑选其中关键的技术,在后续章节中进行详细的分析,其他技术在本章仅为进一步阅读提供建议。
第3章详细讨论数据挖掘的方法在电力系统分析中的应用。数据挖掘的方法已被定义为一种非传统的技术,用于许多复杂的系统操作问题分析中,特别是电力系统连锁崩溃和电力市场分析。新的理论和数据挖掘方法的应用将在本章中给出较详细的介绍。第4章介绍另一个重要的技术——网格计算。网格和并行计算技术提供了一个有效的方法以提高计算效率。这个方法已由一些公司和系统的操作员应用在实际的电力系统稳定性评价中。它提供了另一个可供选择的计算平台,而不再依靠高性能的计算机。本章还将讨论网格技术平台和应用实例。
《古籍中的智慧:传统中医的生命哲学与实践》 这是一本深入探索中国传统医学(中医)精髓的著作,它不仅仅是一部医学指南,更是一次对蕴含其中的深邃生命哲学和丰富实践智慧的回归与重塑。本书旨在超越现代医学对疾病的局部性、器质性认知,带领读者重返中医那“天人合一”、“形神合一”的整体观视角,理解生命健康的宏观脉络,并学习如何将这份古老而鲜活的智慧应用于现代生活,实现身心和谐的健康目标。 第一章:气的流转与生命的原动力 本章将深入剖析中医核心概念——“气”的本质。我们并非将“气”简单理解为呼吸,而是将其视作驱动生命运行的根本物质与能量。从《黄帝内经》的“人气、神气、营气、卫气”等论述出发,我们将解析气的生成、运行、分布及其对人体生理功能的影响。详细阐述气的不足(气虚)、运行不畅(气滞)、上逆(气逆)等病理表现,并通过经典医案和现代研究,说明如何通过调整生活起居、饮食习惯、情操修养来补益和调畅气机。读者将了解到,气的充盛与否,直接关乎人体的免疫力、活力以及抗病能力,是维护生命健康最基础的保障。 第二章:阴阳的和谐与人体的动态平衡 阴阳是中医认识世界和人体的基本范畴。本章将阐述阴阳学说如何被用来解释人体的生理结构、病理变化以及疾病的诊断和治疗。我们将从“阳化气,阴成形”的根本原理出发,分析身体各个脏腑、组织在阴阳属性上的划分,以及它们之间相互依存、相互制约的动态平衡关系。深入探讨阴阳失衡所导致的各种病症,如“阳虚则寒”、“阴虚则热”、“阴阳两虚”等,并通过具体的症状描述和诊断方法,帮助读者辨识自身阴阳状态。此外,本章还将介绍通过食疗、针灸、中药等传统疗法,如何巧妙地调节阴阳,恢复身体的平衡,达到“阴平阳秘,精神乃治”的理想状态。 第三章:五行的生克与脏腑的联动 五行学说(金、木、水、火、土)是中医理解脏腑功能及其相互关系的理论框架。本章将详细解析每个“行”所代表的脏腑(如肝属木、心属火、脾属土、肺属金、肾属水),以及它们各自的生理功能。更重要的是,我们将深入阐释五行之间的相生(如木生火,火生土)与相克(如木克土,土克水)关系,揭示脏腑之间如何相互滋生、相互制约,构成一个精密运作的整体。通过分析“肝火犯肺”、“脾胃不和”、“肾水凌心”等五行失衡导致的疾病模型,读者将理解为何身体的某个局部出现问题,可能会牵连到其他脏腑。本章还将介绍如何通过五行对应的食材、情志疗法、运动方式来调养相应的脏腑,达到整体的健康和谐。 第四章:经络的循行与气血的通达之路 经络是人体内气血运行的通道,是连接脏腑、肢体、五官的桥梁。本章将详细介绍十二正经和奇经八脉的循行路径、起止点以及它们与脏腑的联系。我们将探讨经络不通所引起的“不通则痛”等症状,以及经络异常对脏腑功能的影响。通过生动的图解和大量的实例,读者将了解经络在疾病发生发展中的关键作用。此外,本章还将详细介绍如何通过按摩、刮痧、拔罐、艾灸等非药物疗法,刺激特定的经络穴位,达到疏通经络、调畅气血、缓解疼痛、防治疾病的目的。读者将学会如何根据自身情况,选择合适的经络调理方法。 第五章:神与志的调养与心理的健康之道 在中医看来,“神”是生命活动的主宰,是人体生命力的外在表现,而“情志”则是影响“神”的重要因素。本章将深入探讨“神藏于心”、“心主神明”的理论,解析喜、怒、忧、思、悲、恐、惊七种情志变化与人体健康的关系。我们将分析过度或不当的情志活动如何损伤脏腑,导致“情志致病”。例如,“怒伤肝”、“喜伤心”、“思伤脾”、“悲伤肺”、“恐伤肾”。本章将引导读者认识到心理健康与生理健康同等重要,并提供一系列符合中医养生理念的情志调理方法,如静心观照、适度宣泄、转移注意力、培养乐观心态、以及通过传统文化中的音乐、绘画、书法等艺术形式来陶冶情操,达到“乐其志”的境界,从而巩固身心的健康。 第六章:形与质的辨识与体质的个性化养生 中医强调“辨证论治”,其中“体质”的辨识是制定个体化养生方案的关键。本章将详细介绍中医的九种体质分类法,包括平和质、气虚质、阳虚质、阴虚质、痰湿质、湿热质、血瘀质、气郁质、特禀质。为每一种体质的形成原因、典型特征(包括外观、性格、易患疾病等)提供详尽的描述和辨识指南。在此基础上,本章将为不同体质的读者提供量身定制的养生建议,涵盖饮食禁忌与宜忌、起居作息、运动方式、情志调养等方面。例如,体寒者宜温补,体热者宜清淡,痰湿者宜化湿等。通过深入了解和认识自己的体质,读者可以更科学、更有效地进行自我保健,预防疾病,提升生命质量。 第七章:食疗的智慧与药食同源的实践 “药食同源”是中国传统医学的宝贵遗产。本章将深入挖掘食物的药用价值,介绍如何利用日常饮食来调理身体,预防疾病。我们将从食物的性味(寒、热、温、凉;甘、酸、苦、辛、咸)出发,分析不同食物对人体的作用,并结合季节、地域、个体体质等因素,提供详细的食疗方剂和指导。例如,在冬季如何通过温热的食物补益阳气,在夏季如何通过甘寒的食物清热解暑,在月经期间如何通过活血养血的食物调理身体。本书将收录大量经典药膳,并提供详细的食材选择、制作方法及食用注意事项,让读者能够轻松地将食疗的智慧融入日常生活,实现“用之于早餐,施之于日常”的健康目标。 第八章:节律与顺应自然的养生法 中国传统养生智慧极其重视顺应自然节律。本章将重点阐述“天人合一”的理念在养生实践中的应用,包括“春生、夏长、秋收、冬藏”的四季养生法。详细解读不同季节对人体生理、病理的影响,以及相应的起居、饮食、运动、情志调养策略。例如,春季应“夜卧早起,广步于庭”以顺应生发之气;夏季应“晚卧早起,无厌于日”以顺应阳气;秋季应“早卧早起,与鸡俱兴”以顺应肃降之气;冬季应“早卧晚起,必待日光”以顺应闭藏之气。此外,本章还将探讨昼夜节律、月相变化等自然规律对人体健康的影响,引导读者建立科学合理的生活习惯,与自然和谐共处,从而达到“效天地之功”的最高养生境界。 第九章:古今的交融与现代生活的养生新篇 本书的最后一章,旨在探讨如何将博大精深的中医传统智慧,创造性地应用于现代快节奏、高压力的社会生活中。我们将引导读者认识到,中医并非陈旧的理论,而是经过千年实践检验的、充满生命力的科学体系。本章将结合现代生活方式的特点,如长时间使用电子产品、缺乏运动、饮食不规律等,提出具体的、可操作的中医养生建议。例如,针对久坐不动,推荐八段锦、太极拳等舒缓运动;针对眼部疲劳,介绍眼部按摩和中药熏蒸;针对精神压力,传授静坐、冥想等放松技巧。本书将鼓励读者成为自己健康的主人,在汲取传统智慧的基础上,探索属于自己的、具有个性化和时代特色的养生之路,最终实现身心康健、精神充盈的生命状态。