电力系统可靠性原理和应用（第2版）/清华大学电气工程系列教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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程林，何剑 著

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• 电力系统
• 可靠性
• 电气工程
• 清华大学
• 教材
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• 电网
• 第二版
• 高电压
• 电力电子

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302353751

版次：2

商品编码：11658137

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 清华大学电气工程系列教材

开本：16开

出版时间：2015-02-01

用纸：胶版纸

页数：499

字数：784000

正文语种：中文

内容简介

　　近年来，以概率方法和随机过程理论为基础的可靠性分析技术在电力系统规划和运行中发挥着越来越重要的作用。
　　《电力系统可靠性原理和应用（第2版）/清华大学电气工程系列教材》系统地阐述了电力系统可靠性分析的原理和应用，内容包括：可靠性的基本概念；概率与随机过程；元件可靠性分析方法；系统可靠性分析的网络法、状态空间法及蒙特卡洛法；发电系统、互联系统、发输电系统、配电系统、发电厂及变电站主接线系统的可靠性评估；可靠性与经济性的协调；电力系统运行可靠性；电力系统可靠性统计评价。
　　《电力系统可靠性原理和应用（第2版）/清华大学电气工程系列教材》可作为电力系统专业高年级本科生和研究生教材，也可供电力系统可靠性领域的广大科研和工程技术人员参考。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 可靠性的基本概念
1.2 可靠性工程在电工领域的应用简况
1.3 电力系统可靠性的发展
1.4 电力系统可靠性的基本概念
1.5 电力系统可靠性学科的主要任务

第2章 概率与随机过程
2.1 概率的定义与性质
2.2 随机变量及其分布
2.3 随机过程
2.3.1 确定性过程与非确定性过程
2.3.2 随机过程的定义
2.3.3 随机过程的分类及表示方法
2.4 马尔可夫过程
2.4.1 特征根法
2.4.2 拉氏变换法
2.4.3 平稳状态概率求解
2.5 马尔可夫链
2.5.1 一步转移概率矩阵和m步转移概率矩阵
2.5.2 平稳状态概率
2.5.3 短期状态概率的求法

第3章 元件可靠性分析
3.1 元件和系统
3.2 不可修复元件的可靠性
3.2.1 概率描述
3.2.2 统计描述
3.2.3 典型故障率函数
3.3 可修复元件的可靠性
3.3.1 元件状态划分
3.3.2 元件工作寿命及故障率
3.3.3 元件修复率
3.3.4 元件可靠度与可用度
3.3.5 元件状态分析
习题

第4章 系统可靠性分析——网络法
4.1 概述
4.2 串联系统与并联系统分析
4.2.1 串联系统
4.2.2 并联系统
4.3 储备系统
4.3.1 完全切换的储备系统
4.3.2 不完全切换的储备系统
4.4 k／n（G）系统
4.5 应用布尔展开定理分析复杂系统的可靠性
4.6 应用全概率公式分析复杂系统的可靠性
4.7 三态系统的可靠性
4.8 用最小路集法求系统的工作概率
4.8.1 图的基本概念
4.8.2 求网络最小路的方法
4.8.3 由最小路集求系统可靠工作概率的准确方法
4.9 用最小割集法求系统的故障概率
4.9.1 基本概念
4.9.2 由最小路求最小割的方法
4.9.3 由最小割集求系统失效概率的准确方法
4.9.4 由最小割集求系统失效概率的近似方法
4.10 用结构函数描述网络系统
4.10.1 结构函数的定义
4.10.2 单调结构系统和关联系统
4.10.3 用结构函数描述系统
4.10.4 关联系统的路集和割集表示
4.11 可靠度分配
4.12 故障树分析法
4.12.1 概念
4.12.2 FTA法的基本实施步骤
4.12.3 用结构函数描述故障树
4.13 故障模式和后果分析法
4.13.1 概念
4.13.2 FMEA法的基本实施步骤
4.13.3 FTA与FMEA的简单比较
习题

第5章 系统可靠性分析——状态空间法
5.1 概述
5.2 频率和持续时间法
5.3 吸收状态及平均首次故障时间
5.3.1 吸收状态
5.3.2 由状态方程求系统的平均首次故障时间MTTF的方法
5.3.3 由马尔可夫链求系统的平均首次故障时间
5.4 状态的合并
5.5 混合乘积法
5.6 系统可靠性等值
5.6.1 串联等值
5.6.2 并联等值
5.6.3 k／n（G）等值
5.7 非指数分布的修复时间
5.7.1 追加变量法
5.7.2 分级法
5.8 故障后果分析
5.9 状态枚举法
5.10 状态空间截断法
5.11 最小割集状态法
5.12 储备系统分析
5.13 不可修复系统分析
5.14 考虑天气影响时的故障分析
5.15 计划检修停运
5.16 过负荷停运
5.17 共同模式故障分析
5.18 网络法和状态空间法的比较
习题

第6章 系统可靠性分析——蒙特卡洛法
6.1 概述
6.2 蒙特卡洛法的基本原理
6.2.1 蒙特卡洛法的基本思想
6.2.2 蒙特卡洛法的一般原理
6.2.3 蒙特卡洛法的收敛性
6.3 随机变量的模拟
6.3.1 单位均匀分布随机数的产生
6.3.2 连续随机变量的模拟
6.3.3 模拟离散型随机变量的方法
6.4 方差减小技术
6.4.1 对偶变量法
6.4.2 控制变量法
6.4.3 重点抽样法
6.4.4 分层抽样法
6.4.5 匕首抽样法
6.4.6 状态空间分割法
6.5 可靠性评估中的蒙特卡洛法
6.5.1 状态抽样法
6.5.2 状态持续时间抽样法
6.5.3 系统状态转移抽样法
习题

第7章 发电系统可靠性评估
7.1 概述
7.1.1 发电系统可靠性评估的基本假定
7.1.2 发电系统可靠性评估的应用
7.1.3 发电系统可靠性评估的模型和基本步骤
7.1.4 发电系统可靠性评估方法
7.1.5 发电系统可靠性标准
7.2 停运容量概率模型的建立
7.2.1 建立模型时对一些工程问题的处理
7.2.2 安装容量、可用发电容量和停运容量
7.2.3 机组类型相同时停运容量概率表的制定
7.2.4 用递推公式建立停运容量概率模型
7.3 负荷模型
7.3.1 一般考虑
7.3.2 不同计算方法所使用的负荷模型
7.4 发电系统可靠性指标的计算
7.4.1 电力不足时间概率LOLP
7.4.2 电力不足期望值LOLE和电力不足小时期望值HLOLE
7.4.3 电量不足期望值EENS
7.4.4 频率和持续时间
7.4.5 裕度容量模型
7.5 计划检修的处理方法
7.5.1 发电机的有效容量与迦弗尔公式
7.5.2 特征斜率的意义
7.5.3 按等风险度法安排计划检修
7.6 电源发展规划
7.7 发电机组故障率和负荷预测的不确定性
7.7.1 概述
7.7.2 机组不可用率的不确定性
7.7.3 负荷预测的不确定性
7.8 随机生产模拟
7.9 发电系统可靠性评估实例
7.9.1 原始数据
7.9.2 评估结果及分析
习题
……

第8章 互联系统可靠性评估
第9章 发输电系统可靠性评估
第10章 配电系统可靠性评估
第11章 发电厂及变电站电气主接线可靠性评估
第12章 可靠性与经济性的协调
第13章 电力系统运行可靠性
第14章 电力系统可靠性统计评价

附录A IEEE-RTS测试系统数据
附录B TH-RTS2000测试系统数据
附录C 部分习题答案

参考文献

电力系统分析与控制：理论、方法与工程实践 本书是一本面向电气工程专业高年级本科生、研究生以及从事电力系统规划、设计、运行和研究的工程师的专著。它旨在全面而深入地介绍现代电力系统的分析与控制理论、方法及其在工程实践中的应用。全书内容涵盖了电力系统运行的基础理论、稳态分析、暂态分析、系统规划、经济调度、安全稳定控制、智能电网技术等多个关键领域，力求理论与实践相结合，兼顾科学的严谨性与工程的可操作性。 第一部分：电力系统基础理论与运行分析 本部分首先回顾并深化了电力系统运行的基础知识，包括但不限于： 电力系统构成与运行特征： 详细阐述了发、输、配、用各个环节的组成、相互关系以及电力系统特有的运行特征，如潮流的随机性、系统的动态性、功率的瞬时平衡要求等。 潮流计算： 深入讲解了各种潮流计算方法，包括牛顿-拉夫逊法、PQ分解法、快速解耦法等，并探讨了在大规模、复杂电力系统中的计算效率与精度问题。重点分析了潮流计算在系统规划、运行分析和故障诊断中的关键作用。 短路电流计算： 详细介绍了不同类型短路（三相短路、两相短路、单相接地短路等）的计算原理与方法，包括对称分量法在其中的应用。分析了短路电流计算在系统保护、设备选择和安全校核中的重要性。 电力系统稳定性： 这是电力系统运行的核心内容之一。本书将详细剖析三种主要的稳定性类型：稳态稳定性（功率极限）、暂态稳定性（动态响应）和电压稳定性。通过深入分析影响稳定性的各类因素，如负荷变化、发电机组出力调整、故障扰动等，并结合理论模型，揭示了系统失稳的机理。 暂态过程分析： 重点分析电力系统在各种扰动下的动态响应，包括发电机转子的运动方程、负荷的动态模型、保护装置的响应特性等。通过研究系统动态行为，为制定有效的控制策略提供理论基础。 第二部分：电力系统规划与经济运行 本部分将重点放在电力系统的长期发展规划和日常运行的经济性方面： 电力系统规划： 探讨了电力系统规划的原则、流程和主要内容，包括负荷预测、电源容量规划、电网结构优化、输电网架设计等。分析了经济性、可靠性、灵活性以及环境影响等多种约束条件下的规划决策方法。 电力市场与经济调度： 深入探讨现代电力市场的运行机制，包括日前市场、实时市场、辅助服务市场等。在此基础上，详细介绍经济调度的基本原理和方法，如基于成本函数的最优潮流计算（OPF），以及如何利用经济调度实现发电成本的最小化，同时满足电力系统的运行约束。 无功功率补偿与电压控制： 强调无功功率在维持电压稳定和提高输电能力中的作用。详细介绍各种无功补偿装置（电容器、电抗器、静止无功补偿器SVC、统一潮流控制器UPFC等）的原理、特性及其在系统中的优化配置与控制策略。 第三部分：电力系统安全与控制 本部分将聚焦于保障电力系统安全稳定运行的控制技术与方法： 电力系统保护： 详细阐述各种保护原理，包括过流保护、差动保护、距离保护、重合闸等，并深入分析了保护装置的配置原则、选择依据以及与系统稳定性的关系。 自动控制系统： 介绍电力系统中的各类自动控制装置，如自动电压调整器（AVR）、调速器（Governor）的原理与整定方法，以及它们如何协同工作以维持系统频率和电压的稳定。 电力系统安全稳定控制： 这是本书的重点和难点之一。将系统性地介绍各种安全稳定控制技术，包括： 就地控制： 如发电机励磁调节、汽轮机调速器等。 区域性控制： 如低频减负荷（ULD）、低压减负荷（LVD）等。 广域控制（EMS - Energy Management System）： 详细讲解调度自动化系统（SCADA）的功能，以及状态估计、最优潮流、安全经济调度等在EMS中的核心应用。 复合控制策略： 介绍如何结合上述不同层级的控制措施，形成一套完整的、主动的、预测性的安全稳定控制体系，以应对各种复杂的系统故障和运行工况。 先进的稳定控制技术： 如动态安全分析（DSA）、故障预测与预警、系统重构等，这些技术对于应对未来复杂电网运行至关重要。 第四部分：智能电网与新技术 本部分将介绍当前电力系统发展的前沿方向和新兴技术： 智能电网技术： 探讨智能电网的核心概念、关键技术和发展趋势，包括智能量测（AMI）、配电自动化、分布式发电接入、电动汽车充电基础设施、需求侧响应等。分析智能电网如何提升电力系统的效率、可靠性、灵活性和可持续性。 可再生能源并网： 重点分析风电、光伏等间歇性、波动性可再生能源并网带来的挑战，以及相应的并网技术、控制策略和市场机制。 高压直流输电（HVDC）： 介绍HVDC技术的基本原理、优势及其在高容量、长距离输电和异步系统互联中的应用。 电力电子技术在电力系统中的应用： 强调电力电子技术在柔性交流输电系统（FACTS）、HVDC、新能源并网逆变器等方面的重要作用，以及其如何改变电力系统的结构和运行方式。 数据分析与人工智能在电力系统中的应用： 探讨大数据技术、机器学习、深度学习等在负荷预测、故障诊断、状态估计、设备状态监测、电网优化调度等方面的应用前景。 教学特色与目标 本书的编写力求做到： 理论体系完整： 涵盖电力系统分析与控制的核心理论知识。 方法深入透彻： 详细阐述各种分析方法、计算模型和控制算法的推导过程与原理。 工程实践结合： 结合实际工程案例，解释理论知识在解决实际问题中的应用。 前沿技术导向： 关注电力系统发展的新趋势和前沿技术。 通过学习本书，读者将能够： 深刻理解电力系统的运行机理和特性。 熟练掌握电力系统稳态和暂态分析的基本方法。 掌握电力系统规划、经济运行和安全稳定控制的关键技术。 了解智能电网及其相关的新兴技术。 为未来从事电力系统相关的研究、设计、运行和管理工作奠定坚实的理论基础。 本书的章节安排逻辑清晰，内容由浅入深，配以适量的例题和习题，旨在帮助读者巩固所学知识，提高分析问题和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

《电力系统可靠性原理与应用（第2版）》这本书在理论深度和实践指导方面都做得非常出色。我尤其欣赏作者在案例分析中的细致程度，他们不仅仅是简单地罗列案例，而是深入剖析了案例的背景、原因、影响以及最终的解决方案，让读者能够从中吸取宝贵的经验。书中关于“可靠性管理体系”的介绍，更是为我们提供了一个系统性的框架，指导我们在实际工作中如何建立和完善可靠性管理机制。从指标体系的建立，到风险评估，再到故障分析和改进措施的制定，每个环节都安排得井井有条。而且，这本书的内容涵盖了从理论研究到工程实践的各个层面，对于不同背景的读者来说，都能从中找到自己感兴趣的内容，并获得有价值的启发。

评分☆☆☆☆☆

《电力系统可靠性原理与应用（第2版）》这本书的价值，不仅仅在于其内容的深度，更在于其实用性。作者在阐述理论知识的同时，始终紧扣电力系统实际运行的需求。例如，在讲解可靠性指标的计算时，书中列举了多种不同类型电网的实际数据，并给出了详细的计算过程。这对于我这种需要将理论应用于实际工作的工程师来说，非常有价值。我尤其喜欢书中关于“冗余设计”和“备用策略”的章节，作者详细分析了不同冗余配置对系统可靠性的影响，并给出了最优选择的指导意见。书中还涉及到一些最新的研究成果，比如智能电网背景下的可靠性评估，以及新能源并网对可靠性的影响，这些内容都紧跟行业发展的步伐，让我能够及时了解最新的技术动态。

评分☆☆☆☆☆

这本《电力系统可靠性原理与应用（第2版）》真是让我眼前一亮，它不像我之前读过的很多技术书籍那样，只是枯燥地罗列公式和概念，而是真正地将理论与实际应用紧密结合。一开始拿到书，我还在担心它会不会太学术化，读起来会很吃力，但事实证明我的顾虑完全是多余的。作者们用非常生动形象的语言，将电力系统可靠性这个看似抽象的概念，一点点剖析开来。比如，他们用了大量的真实案例，从宏观的国家电网规划，到微观的某个变电站的故障分析，都穿插其中，让我能够直观地理解可靠性在不同层级的重要性。其中关于概率论和统计学在可靠性分析中的应用，作者的讲解尤其深入浅出，之前我对这方面总感觉有些云里雾里，但这本书的梳理让我豁然开朗。特别是关于失效率、故障率、平均修复时间等基本概念的阐述，都附带了详细的计算方法和图表，即使是初学者也能快速掌握。

评分☆☆☆☆☆

读完《电力系统可靠性原理与应用（第2版）》，我对电力系统的认识上升到了一个新的高度。之前我可能只关注系统的运行效率和稳定性，但这本书让我看到了“黑天鹅事件”的可能性，以及如何为这些小概率、高影响的事件做好准备。作者在“异常事件分析”和“应急预案”方面的论述，让我印象深刻。他们不仅仅列举了各种可能的异常事件，还详细分析了这些事件可能造成的后果，并给出了应对策略。例如，关于极端天气对电力系统可靠性的影响，书中就提供了详细的评估方法和应对措施。这本书的另一大特色是，它在讲解过程中，不断强调“持续改进”的理念。作者鼓励读者在实际工作中，不断总结经验，改进可靠性评估模型和控制策略，从而实现电力系统的长期稳定运行。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格非常吸引我，它不像传统的教材那样，一上来就抛出大量的理论公式，而是循序渐进，从最基础的概念讲起，然后逐步深入。在讲解过程中，作者会穿插一些有趣的思考题和案例分析，引导读者主动去思考，去理解。我印象最深刻的是关于“事件树”和“故障树”的分析方法，作者用图解的方式，将复杂的故障传播过程清晰地展示出来，让我能够轻松地理解不同故障引发连锁反应的机制。此外，书中还非常注重工程实践，提供了大量的计算实例和实际数据，读者可以跟着书中的步骤进行操作，从而更好地掌握理论知识。这本书的排版也很精美，图文并茂，阅读起来非常舒适。我将这本书放在我的书架上，时不时就会拿出来翻阅，每一次都会有新的收获。

评分☆☆☆☆☆

读完《电力系统可靠性原理与应用（第2版）》，我深刻体会到了电力系统可靠性工程的复杂性和精妙之处。这本书不仅仅是关于“不发生故障”，更在于如何“预测故障”、“应对故障”以及“从故障中学习”。作者在风险评估和故障模式分析的部分，给出了非常系统化的方法论。我特别欣赏他们对于不同故障场景的细致分类和分析，例如单点故障、多点故障、共因故障等等，并且每一种都提供了相应的缓解策略。书中介绍的蒙特卡洛模拟在可靠性评估中的应用，简直是打开了我新世界的大门。之前我总以为这种复杂的系统只能靠经验判断，但这本书展示了如何通过计算机模拟，在各种不确定因素下，模拟出系统的长期运行表现，并以此为基础进行优化。而且，书中还涉及到一些前沿的可靠性技术，比如人工智能在故障预测中的应用，让我看到了电力系统可靠性工程未来的发展方向，非常受启发。

评分☆☆☆☆☆

《电力系统可靠性原理与应用（第2版）》这本书的阅读体验非常棒，它在保持学术严谨性的同时，又具备了高度的可读性和实用性。作者的语言表达流畅自然，避免了晦涩难懂的专业术语堆砌。在讲解核心概念时，作者总是会给出详细的解释和必要的背景知识，确保读者能够理解。我特别喜欢书中关于“故障诊断与恢复”的章节，它不仅介绍了各种故障诊断技术，还详细阐述了故障发生后的恢复流程和策略。这对于提高系统的韧性，缩短故障停电时间至关重要。而且，这本书的内容是经过不断更新和完善的，第二版的内容更加贴近当前电力系统的发展趋势，尤其是在智能电网和新能源领域，提供了很多前沿的见解和分析，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的知识结构非常清晰，逻辑性强，每一章节都围绕着“电力系统可靠性”这个核心展开。作者在开篇就对电力系统可靠性的定义、重要性以及发展历程进行了详细的介绍，为后续内容的讲解打下了坚实的基础。在讲解过程中，作者善于运用类比和比喻，将复杂的概念变得易于理解。我记得在讲解“故障传播”时，作者用了一个“多米诺骨牌”的比喻，形象地展示了局部故障如何迅速蔓延，对整个系统造成影响。这种生动形象的讲解方式，大大降低了阅读的难度，也加深了我对概念的理解。此外，书中还包含了大量的图表和表格，这些可视化工具的使用，让枯燥的理论知识变得更加直观，也方便了读者进行查阅和比较。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的最大惊喜，是它对于“安全裕度”的深入探讨。在电力系统中，可靠性与经济性、安全性往往是相互制约的，如何在这些因素之间找到平衡点，是工程师们一直面临的难题。作者在这本书中，从多角度、多层面地剖析了这个问题，并提出了一系列行之有效的解决方案。他们不仅仅关注如何提高系统的可靠性，更强调在保证可靠性的前提下，如何优化系统设计，降低运行成本，提高整体效益。书中关于“成本效益分析”的章节，让我对如何在经济约束下实现高可靠性有了更清晰的认识。而且，作者在讲解过程中，始终保持着一种严谨而又富有启发性的风格，让我在阅读过程中，既能学到扎实的理论知识，又能激发我的创新思维。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感触，是它对于“概率”和“不确定性”的坦诚面对。电力系统，尤其是随着新能源的广泛接入，其运行环境变得越来越复杂和不确定。作者在这本书中，并没有回避这些不确定性，而是积极地探讨如何在这种环境下，最大限度地提高系统的可靠性。书中关于“不确定性建模”和“鲁棒性设计”的章节，都给我留下了深刻的印象。作者介绍的各种建模方法，能够帮助我们更好地理解和量化系统中的不确定性，从而为设计更可靠的系统提供依据。而且，本书的内容并没有停留在理论层面，而是提供了大量的实际操作指导，例如如何选择合适的可靠性指标，如何进行可靠性测试，以及如何利用仿真软件来评估系统的可靠性。

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专业书，对学电子或搞电力的很有帮助

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好

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shu hen hao !

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书挺不错的，入门用足够了

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教材，正版，内容还不错。

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可看

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