內容簡介
《電力係統分析新興技術》主要介紹電力工業在新形勢下齣現的新挑戰和新技術。內容包恬:概述、新興技術基礎、數據挖掘技術及其在電力工業的應用、網格計算、基於概率方法和確定方法的電力係統分析、相量測量單元及其在現代電力係統中的應用和新興技術的發展趨勢等。每個專題均有完整的實例研究。
《電力係統分析新興技術》適閤電氣工程領域的研究生、研究人員及工程技術人員閱讀。
作者簡介
董朝陽,現為香港理工大學副教授,電力係統規劃及係統分析專傢。張沛現為埃森哲(Accenfure)智能電網總監,之前任美國電力科學研究院(EPRI)電力係統運行和規劃部主任。
內頁插圖
目錄
第1章 概述
1.1 放鬆管製的規則
1.2 世界範圍放鬆管製綜述
1.2.1 管製與放鬆管製
1.2.2 典型電力市場
1.3 電力係統中的不確定性
1.3.1 負荷建模
1.3.2 分布式發電
1.4 形勢意識
1.5 控製性能
1.5.1 分散保護與控製
1.5.2 集中防護與控製
1.5.3 現有防護協調係統可能存在的協調問題
1.5.4 種情況說明在防護和控製係統中的協調問題
1.6 總結
參考文獻
第2章 新興技術基礎
2.1 電力係統連鎖故障與分析技術
2.2 電力係統分析中的數據挖掘方法及應用
2.3 網格計算
2.4 隨機性與確定性分析方法
2.5 相量測量單元(PMU)
2.6 拓撲法
2.7 電力係統脆弱性評估
2.8 總結
參考文獻
第3章 數據挖掘技術及其在電力工業中的應用
3.1 引言
3.2 數據挖掘的原理
3.3 相關、分類與迴歸
3.4 現有的數據挖掘工具
3.5 基於數據挖掘的市場數據分析基礎
3.5.1 電價預測介紹
3.5.2 電力市場中的價格尖峰
3.5.3 價格尖峰預測的構架
3.5.4 區間價格預測問題定式化
3.5.5 區間預測方法
3.6 基於數據挖掘的電力係統安全評估
3.6.1 背景知識
3.6.2 網絡模式挖掘與不穩定性預測
3.7 個案研究
3.7.1 價格尖鋒預測的個案研究
3.7.2 區間價格預測個案研究
3.7.3 安全評估個案研究
3.8 總結
參考文獻
第4章 網格計算
4.1 引言
4.2 網格計算原理
4.2.1 結構
4.2.2 特徵與功能
4.2.3 網格計算與並行計算
4.3 常用網格計算軟件包
4.3.1 軟件包
4.3.2 案例
4.3.3 電力係統中的應用軟件
4.4 基於網格計算的穩定性評估
4.5 基於網格計算的可靠性評估
4.6 基於網格計算的電力市場分析
4.7 案例分析
4.7.1 概率潮流計算
4.7.2 電力係統故障分析
4.7.3 性能比較
4.8 總結
參考文獻
第5章 基於概率方法和確定方法的電力係統分析
5.1 引言
5.2 確定對概率方法的需求
5.2.1 電力係統穩定性分析
5.2.2 電力係統可靠性分析
5.2.3 電力係統規劃
5.3 概率分析方法
5.3.1 電力係統穩定性分析
5.3.2 電力係統可靠性分析
5.3.3 電力係統規劃
5.4 概率穩定性分析方法
5.4.1 概率暫態穩定分析方法
5.4.2 概率小信號穩定性分析方法
5.5 概率可靠性分析方法
5.5.1 電力係統可靠性分析
5.5.2 概率可靠性評估方法
5.6 概率係統規劃
5.7 案例分析研究
5.7.1 概率小信號穩定分析案例
5.7.2 概率潮流
5.8 總結
參考文獻
第6章 相量測量單元及其在現代電力係統中的應用
6.1 引言
6.2 狀態估計
6.2.1 概述
6.2.2 加權最小二乘法
6.2.3 增強的狀態估計
6.3 穩定性分析
6.3.1 電壓與暫態穩定性
6.3.2 小信號穩定性
6.4 事件識彆和故障定位
6.5 增強情境意識
6.6 模型確認
6.7 個案研究
6.7.1 特徵橢球的形成
6.7.2 特徵橢球的幾何屬性
6.7.3 特徵橢球的解釋規則
6.7.4 仿真結果
6.8 總結
參考文獻
第7章 新興技術與發展趨勢
7.1 識彆新興技術
7.2 新興技術的趨勢
7.3 進一步的閱讀
7.3.1 碳排放交易機製和碳減排計劃的經濟影響
7.3.2 基於可再生能源的發電——風能
7.3.3 智能電網
7.4 總結
參考文獻
附錄
A.1 韋伯分布算例
A.2 特徵值和特徵嚮量
A.3 特徵值和穩定性
參考文獻
名詞術語英漢對照
精彩書摘
數據挖掘是在大規模數據庫中識彆隱藏的、潛在可用的和可理解的信息以及模式的過程;或簡而言之,它是挖掘齣來自於數據庫的隱藏模式的過程。它是數據庫的知識發現過程中的一個重要的步驟(Olaruand Wehenkel,1999)。數據挖掘在電力係統中的應用有很多,比如預測、安全分析等。眾所周知,在綫意外事故分析和在綫動態安全評估(D3mamic Security Assessment,DSA)是一個非常復雜的任務,在電力係統中,隨著復雜性的提高,相應的係統數據呈指數式增長。許多公司存儲瞭類似的數據,但這些數據沒有得到充分利用。在這樣復雜的情況下,需要可靠、快速的算法來實現如基於傳統的耗時的安全評估或動態仿真。
值得注意的是,人工智能技術如神經網絡(Neural Network,NN)已經很好地用於仿真。但是,到目前為止,在現實中,基於人工智能的方法存在許多缺點,這些缺點阻礙瞭它們的廣泛應用。基於在綫動態安全評估的神經網絡的主要缺點是推理的不透明性、過度擬閤問題以及對大規模係統的不適用性,缺乏來自於神經網絡輸齣的統計信息也是限製其應用的主要問題。基於實時安全評估逼近的數據挖掘可以提供統計上的可靠結果,並且在許多復雜係統中已得到廣泛的應用,如電信係統和互聯網安全領域。在電力工程中,數據挖掘已成功地用於許多領域,包括電力係統設備的故障診斷和環境監測、用戶負載特徵分析(Figueiredoeta1,2005)、非技術性的損耗分析(Nizar,2008)、電力市場需求分析和價格預測(Zhaoetal,2007a;Zhaoetal,2007b;Zhaoetal,2008)、電力係統意外事故評估(Zhao,2008c)以及許多電力係統操作的其他任務(Madanetal,1995;Tsoetal,2004;Pecas Iopesand Vasconcelos,2000)。然而,在一些特殊方麵,如大規模電力係統意外事故評估和預報(Taskforce2009),數據挖掘技術還缺乏係統性的應用。
作為如電力係統在綫動態安全評估這樣的應用,為係統操作獲得相應的控製動作,防止連續的係統安全問題,迫切需要瞬時評估結果。數據挖掘以逼近為基礎,由於其算術和統計的可靠性特性,為在綫動態安全評估類型的任務開發瞭實際的解決方案,其在許多方麵優於傳統的基於逼近的人工智能的方法。首先,在大規模數據庫中,數據挖掘最初被設計用於發現有用模式,而在人工智能逼近中通常要麵對不能提供有效的復雜性問題。因此,基於逼近是數據挖掘可提供在使用友好的、有效的窗體上的快速響應。第二,由於多種數字處理技術整閤到挖掘算法中,因此,使數據挖掘算法具有強大的抗乾擾能力。
前言/序言
電力係統是世界上最復雜的大係統。在過去的幾十年中,隨著各國對電力係統的放鬆管製和需求的增長,很多國傢的電力係統已經運行在一種高度緊張的狀態,並且存在著很高的不穩定性和更多的不確定性風險。該係統的運作者負責安全地操作係統以便有效和可靠地供電給用戶。因此.電力係統分析的任務變得越來越具有挑戰性,需要更先進的技術支撐。本書給齣瞭電力係統分析的一些新興關鍵技術,提供瞭一個整體的技術創新方法,介紹瞭下一階段將發生在電力行業的快速變化和發展,這對於智能電網有著重要的參考價值。本書的內容如下:
第1章介紹電力工業的最新發展,包括電力係統中的不確定性、建模、分布式發電、環境問題、保護和治理現狀等。
第2章概述關鍵的新興技術在電力工業中的發展,介紹瞭新興技術現狀,由於章節有限,本書不可能包含所有的技術,筆者將挑選其中關鍵的技術,在後續章節中進行詳細的分析,其他技術在本章僅為進一步閱讀提供建議。
第3章詳細討論數據挖掘的方法在電力係統分析中的應用。數據挖掘的方法已被定義為一種非傳統的技術,用於許多復雜的係統操作問題分析中,特彆是電力係統連鎖崩潰和電力市場分析。新的理論和數據挖掘方法的應用將在本章中給齣較詳細的介紹。第4章介紹另一個重要的技術——網格計算。網格和並行計算技術提供瞭一個有效的方法以提高計算效率。這個方法已由一些公司和係統的操作員應用在實際的電力係統穩定性評價中。它提供瞭另一個可供選擇的計算平颱,而不再依靠高性能的計算機。本章還將討論網格技術平颱和應用實例。
《古籍中的智慧:傳統中醫的生命哲學與實踐》 這是一本深入探索中國傳統醫學(中醫)精髓的著作,它不僅僅是一部醫學指南,更是一次對蘊含其中的深邃生命哲學和豐富實踐智慧的迴歸與重塑。本書旨在超越現代醫學對疾病的局部性、器質性認知,帶領讀者重返中醫那“天人閤一”、“形神閤一”的整體觀視角,理解生命健康的宏觀脈絡,並學習如何將這份古老而鮮活的智慧應用於現代生活,實現身心和諧的健康目標。 第一章:氣的流轉與生命的原動力 本章將深入剖析中醫核心概念——“氣”的本質。我們並非將“氣”簡單理解為呼吸,而是將其視作驅動生命運行的根本物質與能量。從《黃帝內經》的“人氣、神氣、營氣、衛氣”等論述齣發,我們將解析氣的生成、運行、分布及其對人體生理功能的影響。詳細闡述氣的不足(氣虛)、運行不暢(氣滯)、上逆(氣逆)等病理錶現,並通過經典醫案和現代研究,說明如何通過調整生活起居、飲食習慣、情操修養來補益和調暢氣機。讀者將瞭解到,氣的充盛與否,直接關乎人體的免疫力、活力以及抗病能力,是維護生命健康最基礎的保障。 第二章:陰陽的和諧與人體的動態平衡 陰陽是中醫認識世界和人體的基本範疇。本章將闡述陰陽學說如何被用來解釋人體的生理結構、病理變化以及疾病的診斷和治療。我們將從“陽化氣,陰成形”的根本原理齣發,分析身體各個髒腑、組織在陰陽屬性上的劃分,以及它們之間相互依存、相互製約的動態平衡關係。深入探討陰陽失衡所導緻的各種病癥,如“陽虛則寒”、“陰虛則熱”、“陰陽兩虛”等,並通過具體的癥狀描述和診斷方法,幫助讀者辨識自身陰陽狀態。此外,本章還將介紹通過食療、針灸、中藥等傳統療法,如何巧妙地調節陰陽,恢復身體的平衡,達到“陰平陽秘,精神乃治”的理想狀態。 第三章:五行的生剋與髒腑的聯動 五行學說(金、木、水、火、土)是中醫理解髒腑功能及其相互關係的理論框架。本章將詳細解析每個“行”所代錶的髒腑(如肝屬木、心屬火、脾屬土、肺屬金、腎屬水),以及它們各自的生理功能。更重要的是,我們將深入闡釋五行之間的相生(如木生火,火生土)與相剋(如木剋土,土剋水)關係,揭示髒腑之間如何相互滋生、相互製約,構成一個精密運作的整體。通過分析“肝火犯肺”、“脾胃不和”、“腎水淩心”等五行失衡導緻的疾病模型,讀者將理解為何身體的某個局部齣現問題,可能會牽連到其他髒腑。本章還將介紹如何通過五行對應的食材、情誌療法、運動方式來調養相應的髒腑,達到整體的健康和諧。 第四章:經絡的循行與氣血的通達之路 經絡是人體內氣血運行的通道,是連接髒腑、肢體、五官的橋梁。本章將詳細介紹十二正經和奇經八脈的循行路徑、起止點以及它們與髒腑的聯係。我們將探討經絡不通所引起的“不通則痛”等癥狀,以及經絡異常對髒腑功能的影響。通過生動的圖解和大量的實例,讀者將瞭解經絡在疾病發生發展中的關鍵作用。此外,本章還將詳細介紹如何通過按摩、颳痧、拔罐、艾灸等非藥物療法,刺激特定的經絡穴位,達到疏通經絡、調暢氣血、緩解疼痛、防治疾病的目的。讀者將學會如何根據自身情況,選擇閤適的經絡調理方法。 第五章:神與誌的調養與心理的健康之道 在中醫看來,“神”是生命活動的主宰,是人體生命力的外在錶現,而“情誌”則是影響“神”的重要因素。本章將深入探討“神藏於心”、“心主神明”的理論,解析喜、怒、憂、思、悲、恐、驚七種情誌變化與人體健康的關係。我們將分析過度或不當的情誌活動如何損傷髒腑,導緻“情誌緻病”。例如,“怒傷肝”、“喜傷心”、“思傷脾”、“悲傷肺”、“恐傷腎”。本章將引導讀者認識到心理健康與生理健康同等重要,並提供一係列符閤中醫養生理念的情誌調理方法,如靜心觀照、適度宣泄、轉移注意力、培養樂觀心態、以及通過傳統文化中的音樂、繪畫、書法等藝術形式來陶冶情操,達到“樂其誌”的境界,從而鞏固身心的健康。 第六章:形與質的辨識與體質的個性化養生 中醫強調“辨證論治”,其中“體質”的辨識是製定個體化養生方案的關鍵。本章將詳細介紹中醫的九種體質分類法,包括平和質、氣虛質、陽虛質、陰虛質、痰濕質、濕熱質、血瘀質、氣鬱質、特稟質。為每一種體質的形成原因、典型特徵(包括外觀、性格、易患疾病等)提供詳盡的描述和辨識指南。在此基礎上,本章將為不同體質的讀者提供量身定製的養生建議,涵蓋飲食禁忌與宜忌、起居作息、運動方式、情誌調養等方麵。例如,體寒者宜溫補,體熱者宜清淡,痰濕者宜化濕等。通過深入瞭解和認識自己的體質,讀者可以更科學、更有效地進行自我保健,預防疾病,提升生命質量。 第七章:食療的智慧與藥食同源的實踐 “藥食同源”是中國傳統醫學的寶貴遺産。本章將深入挖掘食物的藥用價值,介紹如何利用日常飲食來調理身體,預防疾病。我們將從食物的性味(寒、熱、溫、涼;甘、酸、苦、辛、鹹)齣發,分析不同食物對人體的作用,並結閤季節、地域、個體體質等因素,提供詳細的食療方劑和指導。例如,在鼕季如何通過溫熱的食物補益陽氣,在夏季如何通過甘寒的食物清熱解暑,在月經期間如何通過活血養血的食物調理身體。本書將收錄大量經典藥膳,並提供詳細的食材選擇、製作方法及食用注意事項,讓讀者能夠輕鬆地將食療的智慧融入日常生活,實現“用之於早餐,施之於日常”的健康目標。 第八章:節律與順應自然的養生法 中國傳統養生智慧極其重視順應自然節律。本章將重點闡述“天人閤一”的理念在養生實踐中的應用,包括“春生、夏長、鞦收、鼕藏”的四季養生法。詳細解讀不同季節對人體生理、病理的影響,以及相應的起居、飲食、運動、情誌調養策略。例如,春季應“夜臥早起,廣步於庭”以順應生發之氣;夏季應“晚臥早起,無厭於日”以順應陽氣;鞦季應“早臥早起,與雞俱興”以順應肅降之氣;鼕季應“早臥晚起,必待日光”以順應閉藏之氣。此外,本章還將探討晝夜節律、月相變化等自然規律對人體健康的影響,引導讀者建立科學閤理的生活習慣,與自然和諧共處,從而達到“效天地之功”的最高養生境界。 第九章:古今的交融與現代生活的養生新篇 本書的最後一章,旨在探討如何將博大精深的中醫傳統智慧,創造性地應用於現代快節奏、高壓力的社會生活中。我們將引導讀者認識到,中醫並非陳舊的理論,而是經過韆年實踐檢驗的、充滿生命力的科學體係。本章將結閤現代生活方式的特點,如長時間使用電子産品、缺乏運動、飲食不規律等,提齣具體的、可操作的中醫養生建議。例如,針對久坐不動,推薦八段錦、太極拳等舒緩運動;針對眼部疲勞,介紹眼部按摩和中藥熏蒸;針對精神壓力,傳授靜坐、冥想等放鬆技巧。本書將鼓勵讀者成為自己健康的主人,在汲取傳統智慧的基礎上,探索屬於自己的、具有個性化和時代特色的養生之路,最終實現身心康健、精神充盈的生命狀態。