電力係統分析中的計算方法（原書第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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【美】瑪麗莎L.剋勞，徐政 著，徐政 譯

圖書標籤:

• 電力係統分析
• 計算方法
• 電力係統
• 數值分析
• 電氣工程
• 高等教育
• 教材
• 電工學
• 係統分析
• 原書第2版

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111583066

版次：1

商品編碼：12288324

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 國際電氣工程先進技術譯叢

開本：16開

齣版時間：2017-12-01

用紙：膠版紙

頁數：241

編輯推薦

適讀人群 ：電力係統專業的本科生、研究生、教師以及從事電力係統規劃、設計、運行和控製的技術人員
這是一本非常經典的書，中文翻譯也是由浙大的徐政教授親自翻譯，是一本非常好的教學參考書！
本書是作者過去20年中在Missouri-Rolla大學講授研究生課程的智慧總結。書中對於每章所講述的方法，試圖通過特色鮮明的例子使讀者有一個總體的把握。
本書所闡述的很多方法已經有商業化的軟件包，這些軟件包為使用者提供瞭缺省設置或參數選擇，本書可以幫助使用者理解並欣賞這些商業化軟件包後麵的算法，使知情的使用者能更好地掌握驅動計算的算法，並且對算法失效的情況有更深刻的瞭解。
目前國內設置有電氣工程及其自動化專業的學校超過百所。該專業電力係統方麵的多門課程涉及廣泛的計算方法問題，但沒有一本書對相關的計算方法進行係統的論述，這使得學習起來比較睏難，而本書針對電力係統中的計算方法問題專門進行編寫，滿足瞭這方麵的需求。
本書內容包括綫性方程組的解法、非綫性方程組的解法、稀疏矩陣求解技術、微分方程數值解法、數值優化方法和特徵值問題。
本書對廣大電力係統專業的本科生和研究生，以及從事電力係統規劃、設計、運行和控製的技術人員都會有很大的幫助。

內容簡介

本書對應用於電力係統各種計算問題的數值計算方法進行瞭總結，內容包括綫性方程組的解法、非綫性方程組的解法、稀疏矩陣求解技術、微分方程數值解法、數值優化方法和特徵值問題。本書適閤於電力係統專業的本科生、研究生、教師以及從事電力係統規劃、設計、運行和控製的技術人員閱讀。

目錄

目錄
譯者序
原書第2版前言
原書第1版前言
第1章引論1
第2章綫性方程組的解法3
2.1Gauss消去法4
2.2LU分解法8
2.2.1采用部分選主元的LU分解法15
2.2.2采用完全選主元的LU分解法19
2.3條件數與誤差傳播20
2.4鬆弛法21
2.5共軛梯度法26
2.6廣義最小殘差法30
2.7問題35
第3章非綫性方程組的解法39
3.1不動點迭代法39
3.2Newton-Raphson迭代法45
3.2.1收斂性47
3.2.2用於求解非綫性方程組的Newton-Raphson法48
3.2.3Newton-Raphson法的改進51
3.3連續法52
3.4割綫法55
3.5數值微分法57
3.6在電力係統中的應用60
3.6.1潮流計算61
3.6.2調節變壓器68
3.6.3解耦潮流算法72
3.6.4快速解耦潮流算法74
3.6.5PV麯綫與連續潮流計算77
3.6.6三相潮流計算82
3.7問題83
第4章稀疏矩陣求解技術86
4.1存儲方法86
4.2稀疏矩陣的錶示方法90
4.3排序方案92
4.3.1方案098
4.3.2方案Ⅰ99
4.3.3方案Ⅱ104
4.3.4其他方案106
4.4在電力係統中的應用107
4.5問題110
第5章數值積分114
5.1單步法115
5.1.1基於Taylor級數的算法115
5.1.2嚮前Euler法115
5.1.3Runge-Kutta法116
5.2多步法116
5.2.1Adams算法122
5.2.2Gear法125
5.3精度與誤差分析126
5.4數值穩定性分析129
5.5剛性係統133
5.6步長選擇137
5.7微分代數方程140
5.8在電力係統中的應用141
5.8.1暫態穩定性分析142
5.8.2中期穩定性分析149
5.9問題152
第6章優化方法157
6.1最小二乘狀態估計157
6.1.1加權最小二乘狀態估計161
6.1.2壞數據的檢測163
6.1.3非綫性最小二乘狀態估計166
6.2綫性規劃167
6.2.1單純形法168
6.2.2內點法171
6.3非綫性規劃176
6.3.1二次規劃176
6.3.2最速下降法178
6.3.3序貫二次規劃法182
6.4在電力係統中的應用184
6.4.1最優潮流184
6.4.2狀態估計194
6.5問題198
第7章特徵值問題202
7.1冪法202
7.2QR法205
7.2.1移位QR法211
7.2.2縮減法212
7.3Arnoldi法212
7.4奇異值分解219
7.5模態辨識222
7.5.1Prony法223
7.5.2矩陣束法225
7.5.3Levenberg-Marquardt法226
7.5.4Hilbert變換228
7.5.5舉例229
7.6在電力係統中的應用235
7.7問題236
參考文獻238

前言/序言

譯者序
大規模電力係統的規劃、設計、運行和控製涉及大量的計算問題。本書對應用於電力係統的各種數值計算方法進行瞭總結，是目前國際上少有的一本專門講述電力係統計算方法的書。譯者從事電力係統領域的教學和科研工作多年，承擔過“計算方法”和多門電力係統領域課程的講授，深深感到，一方麵，透徹掌握電力係統規劃、設計、運行和控製的相關理論，開發或熟練應用電力係統分析軟件，需要對相應的數值計算方法有比較深入的瞭解；另一方麵，目前本科生或研究生的“計算方法”課程，缺乏針對性的教材，一般性的適用於工科的“計算方法”教材，隻包括瞭電力係統領域應用到的計算方法的一部分內容，還不夠充分。譯者認為，閱讀本書，可以幫助學生對“電力係統穩態分析”“電力係統暫態分析”“電力係統運行與控製”等課程有更加深入的理解，因此推薦采用本書作為上述課程的教學參考書；同時，譯者也推薦采用本書作為電力係統專業本科生或研究生“計算方法”課程的教材。
原書中一些明顯的筆誤或印刷錯誤，在翻譯過程中直接改正並未加以說明。限於譯者水平，書中難免存在錯誤和不妥之處，懇請廣大讀者批評指正。

電力係統穩態運行與故障分析導論 本書是一部全麵深入探討電力係統分析基礎理論與實踐方法的專著。它旨在為讀者構建一個清晰、係統且具備實踐指導意義的電力係統分析知識框架，特彆側重於穩態運行分析和故障分析這兩個核心領域。全書內容緊密圍繞電力係統在不同運行狀態下的行為規律和安全性保障，理論講解嚴謹，計算方法清晰，旨在幫助讀者掌握電力係統分析的核心技能。 第一部分：電力係統穩態運行分析 在穩態運行分析部分，我們將首先從電力係統的基本構成和運行原理入手，介紹發電機、變壓器、輸電綫路、負荷等關鍵元件的電氣特性和數學模型。在此基礎上，本書將詳細闡述電力係統穩態運行分析的核心任務——潮流計算。 潮流計算方法： 潮流計算是分析電力係統穩態運行狀態的基石。本書將係統介紹幾種經典的潮流計算方法，包括高斯-賽德爾法（Gauss-Seidel）、牛頓-拉夫遜法（Newton-Raphson）以及直流潮流法。我們將深入剖析每種方法的數學原理、迭代過程、收斂性以及優缺點。對於牛頓-拉夫遜法，本書將詳盡解釋雅可比矩陣的構建、求解以及其在大型電力係統中的應用優勢。同時，也將討論直流潮流法作為一種簡化但高效的分析手段，在快速評估係統運行裕度方麵的作用。 節點電壓與相角分析： 通過潮流計算，我們可以得到係統中所有節點的電壓幅值和相角。本書將詳細解釋這些參數的物理意義，以及它們如何反映電力係統的運行狀態。高電壓幅值和相角偏差過大會對係統穩定性、功率傳輸能力和設備安全運行造成何種影響，都將進行深入探討。 功率傳輸與損耗計算： 潮流計算的結果還包括各條綫路的功率傳輸情況以及係統的總功率損耗。本書將指導讀者如何從計算結果中提取這些關鍵信息，並分析功率傳輸的瓶頸和損耗産生的原因。我們將探討如何通過優化運行調度來降低損耗，提高係統經濟性。 靈敏度分析： 為瞭更深入地理解係統對各種擾動的響應，本書將介紹靈敏度分析的概念。例如，節點電壓對負荷變化的靈敏度，綫路潮流對發電機齣力變化的靈敏度等。這些分析有助於預判係統運行風險，並為控製策略的製定提供依據。 功率質量問題初步探討： 在穩態運行分析的框架下，本書也將初步觸及一些與功率質量相關的基礎概念，如電壓波動、諧波等，並介紹穩態分析工具在初步診斷這類問題時的作用。 第二部分：電力係統故障分析 故障是電力係統運行中不可避免的現象，其發生會對係統造成嚴重威脅。本書將係統地介紹電力係統故障分析的理論和方法，以保障電力係統的安全可靠運行。 故障的基本分類與特點： 本書將首先對電力係統中的常見故障進行分類，包括短路故障（三相短路、兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路）和斷開故障（綫路斷開、開關斷開等）。每種故障的發生機理、特點以及對係統産生的具體影響都將進行詳細講解。 對稱分量法（Symmetrical Component Method）： 對稱分量法是分析不對稱故障的關鍵工具。本書將深入闡述對稱分量法的原理，包括正序、負序和零序三個分量的概念，以及它們如何用於將不對稱係統分解為多個對稱係統進行獨立分析。我們將推導各序網絡的阻抗和互聯關係，為後續的故障計算奠定基礎。 故障計算方法： 短路容量計算： 本書將詳細介紹如何利用序網絡的計算結果來求解不同類型短路故障時的短路容量。短路容量是衡量故障嚴重程度和設備選型的重要依據。 故障電流計算： 掌握短路故障下的故障電流大小和分布對於繼電保護的設計和設備絕緣水平的確定至關重要。本書將提供詳細的計算步驟和實例，指導讀者掌握各類故障電流的計算方法。 暫態過程分析初步： 雖然本書主要聚焦於穩態和準穩態的故障分析，但也將簡要介紹故障發生瞬間的電壓和電流的暫態變化，以及其對係統穩定性的初步影響，為後續深入學習暫態穩定性分析打下基礎。 繼電保護原理簡介： 在故障分析的基礎上，本書將簡要介紹繼電保護的基本原理和作用。理解故障電流和電壓的變化是設計有效的保護方案的前提，本書的故障分析內容將直接服務於對繼電保護原理的理解。 係統穩定性初步探討： 故障是係統失穩的主要誘因。本書將在故障分析章節中，初步探討不同類型故障對係統穩定性的影響，以及為何需要進行詳細的故障分析來保障係統的穩定運行。 本書的特色： 理論與實踐並重： 本書在嚴謹的理論推導基礎上，融入瞭大量的實際算例和分析思路，幫助讀者將理論知識轉化為解決實際問題的能力。 清晰的邏輯結構： 內容組織清晰，從基礎概念到高級方法，循序漸進，便於讀者理解和掌握。 重點突齣： 聚焦於電力係統分析中最核心的穩態運行和故障分析，為讀者打下堅實的專業基礎。 實用價值高： 所介紹的分析方法和計算技術，在電力係統的規劃、設計、運行和繼電保護等領域具有廣泛的應用。 通過對本書的學習，讀者將能夠深刻理解電力係統在正常運行及發生故障時的行為特徵，掌握必要的計算分析工具，為進一步深入研究電力係統的動態穩定、控製以及新興技術（如新能源並網）等領域奠定堅實的基礎。本書是電氣工程及相關專業學生、電力係統工程師以及對電力係統運行分析感興趣的讀者不可或缺的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都讓我印象深刻，我一直在尋找一本能夠全麵提升我電力係統分析能力的書籍，而《電力係統分析中的計算方法》（原書第2版）無疑滿足瞭我的需求。我是一名即將畢業的博士生，正在進行關於智能電網和分布式能源接入的研究。這其中涉及到大量的復雜計算和模型，尤其是在處理海量數據和動態變化的網絡結構時，傳統的分析方法往往顯得力不從心。這本書在介紹經典計算方法的同時，也巧妙地融入瞭許多與現代電力係統發展相關的概念。例如，書中對模糊邏輯和神經網絡在電力係統故障診斷中的應用進行瞭深入的探討，這為我處理不確定性和非綫性問題提供瞭非常有價值的參考。我尤其喜歡書中對數據挖掘和機器學習在電力係統中的應用的介紹，這與我目前的研究方嚮非常契閤。它讓我意識到，數學和計算方法不僅僅是孤立的理論，更是驅動未來電力係統發展的強大引擎。

評分☆☆☆☆☆

我必須要說，《電力係統分析中的計算方法》（原書第2版）簡直是為我量身定做的！我一直對電力係統分析這門課感到畏懼，主要是因為其中的數學模型和算法實在是太抽象瞭，很難將其與實際的電力係統運行聯係起來。但是，這本書的齣現徹底改變瞭我的看法。它不僅僅是一本技術書籍，更像是一本引人入勝的故事書，講述瞭如何用數學的語言來描繪和解決電力係統的各種挑戰。我最欣賞的是書中對各種算法的剖析，不僅僅是列齣公式，而是深入講解瞭算法背後的邏輯和思想。比如，在講到暫態穩定分析時，書中沒有簡單地給齣微分方程組，而是詳細地解釋瞭能量函數法是如何一步步導齣的，以及它在判斷係統穩定性方麵的優勢。更讓我驚喜的是，書中還提供瞭大量的僞代碼和計算實例，這對於我這樣的初學者來說是無價之寶。我可以在自己的電腦上嘗試實現這些算法，通過調試和運行，我能更深刻地理解算法的每一步操作，以及參數變化對結果的影響。這種“動手實踐”的學習方式，極大地增強瞭我對知識的掌握程度。而且，書中對一些經典問題的分析，比如故障潮流的計算，也寫得非常透徹，讓我能夠從根本上理解故障發生時係統是如何響應的。

評分☆☆☆☆☆

這本《電力係統分析中的計算方法》（原書第2版）是我在學習電力係統規劃過程中遇到的一個重要裏程碑。我一直認為，電力係統的規劃是一個極其復雜且需要深厚數學功底的領域，而這本書恰恰為我提供瞭堅實的基礎。我之前在學習係統規劃時，常常會遇到各種優化模型，比如長短期規劃、設備選址等，但總是對模型的構建和求解感到睏惑。這本書詳細介紹瞭各種優化算法，從基礎的綫性規劃到更復雜的動態規劃，都進行瞭深入淺齣的講解。我特彆喜歡書中關於概率方法在規劃中的應用，比如如何考慮不確定性因素，如負荷預測誤差、設備故障率等，這些都是在實際規劃中必須麵對的問題。書中通過大量的圖錶和算例，讓我能夠清晰地看到這些方法是如何一步步實現的，以及它們如何幫助我們做齣更明智的規劃決策。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠遠超過其紙張的成本，《電力係統分析中的計算方法》（原書第2版）是我在電力係統經濟調度方麵遇到的一個重要啓示。我之前一直認為，電力係統的經濟調度隻是一個簡單的優化問題，但這本書讓我看到瞭其背後隱藏的復雜性和深度。書中詳細介紹瞭各種經濟調度的算法，包括基於綫性規劃、二次規劃以及啓發式算法的方法。我特彆喜歡書中對成本函數和約束條件的詳細分析，這讓我能夠理解在實際調度中，如何綜閤考慮發電成本、輸電損耗、環保要求以及社會效益等多種因素。而且，書中還討論瞭實時調度和日前調度的區彆，以及在不同調度周期下，如何選擇閤適的算法。這本書為我提供瞭一個全新的視角，讓我能夠更深入地理解電力市場的運行機製和經濟調度的重要性。

評分☆☆☆☆☆

這本書就像一位經驗豐富的嚮導，帶領我穿越瞭電力係統分析的復雜迷宮。《電力係統分析中的計算方法》（原書第2版）是我在學習電力係統運行這門課程時遇到的“救命稻草”。我一直對如何保持電網的實時平衡、如何處理突發故障以及如何優化調度感到睏惑。這本書在這些方麵提供瞭非常深刻的見解。我特彆喜歡書中關於狀態估計的講解，它讓我明白瞭如何利用不完整的測量數據來推斷齣整個係統的運行狀態，這在實際的電網監控中是至關重要的。書中還詳細介紹瞭各種估計算法的原理和實現，以及如何處理測量噪聲和數據異常。此外，書中對電網故障的分析，包括各種故障類型和故障後的係統響應，也寫得非常透徹。它讓我能夠從更宏觀的角度去理解電網的脆弱性和韌性。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，《電力係統分析中的計算方法》（原書第2版）已經成為我書架上不可或缺的一部分。作為一名電力係統領域的研究助理，我每天都在與各種數據和模型打交道，而這本書為我提供瞭強大的工具和理論支持。我尤其贊賞書中對復雜電力係統模型構建的細緻描述，從節點到支路，從參數設置到拓撲構建，都進行瞭詳盡的講解。這讓我能夠更準確地建立我所研究問題的數學模型。此外，書中對仿真分析的闡述也讓我受益匪淺。它不僅僅是介紹如何進行仿真，更重要的是，它強調瞭如何從仿真結果中提取有用的信息，並進行深入的分析和解讀。書中還討論瞭許多關於模型驗證和不確定性量化的話題，這對於確保研究結果的可靠性至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的質量真的超乎我的預期，我完全沒有想到一本關於計算方法的書可以寫得如此生動有趣。我是一名研究生，正在進行電力係統可靠性方麵的研究，需要深入瞭解各種評估和分析的方法。之前看瞭幾篇相關的學術論文，裏麵涉及的統計模型和概率計算讓我頭疼不已。而《電力係統分析中的計算方法》（原書第2版）恰恰填補瞭我在這方麵的知識空白。書中對馬爾可夫鏈、濛特卡洛模擬等方法在可靠性評估中的應用進行瞭詳細的闡述，並且給齣瞭大量的數學推導和實際算例。我特彆喜歡書中對隨機變量和概率分布的講解，這些內容對於理解可靠性指標的計算至關重要。而且，書中還討論瞭許多高級話題，比如風險評估、風險管理等，這些內容為我的研究提供瞭新的思路和方嚮。我甚至覺得，這本書可以作為一本獨立的可靠性分析教材來使用。它不僅僅局限於理論，還非常注重實際應用，書中提到的許多方法都是目前在工程實踐中廣泛應用的。總的來說，這本書為我打開瞭一扇新的大門，讓我能夠更深入地理解電力係統可靠性分析的精髓。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，《電力係統分析中的計算方法》（原書第2版）是一本我願意反復閱讀的經典之作。作為一個在電力係統領域工作多年的工程師，我一直都在尋找能夠深化我對係統分析理解的書籍。很多時候，我們日常工作中遇到的問題，在理論層麵看似簡單，但實際操作起來卻會遇到各種棘手的情況。這本書就像一把鑰匙，幫助我打開瞭那些隱藏在復雜公式背後的真實世界。它不僅僅是講解各種計算方法，更重要的是，它闡述瞭這些方法是如何被應用來解決實際工程問題的。例如，書中對最優潮流計算的講解，不僅僅是給齣瞭數學模型，還詳細分析瞭在實際電網運行中，如何權衡發電成本、輸電損耗以及電壓限製等多種因素，以達到最優的運行狀態。我特彆欣賞書中對綫性規劃和非綫性規劃在電力係統優化中的應用介紹，這讓我能夠更清晰地理解如何在復雜的約束條件下進行決策。而且，書中還涉及到瞭許多關於網絡拓撲和圖論的知識，這對於理解電網的結構和運行有著非常重要的意義。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的是一本寶藏，我最近在學習電力係統分析這門課，感覺腦袋裏像是一團亂麻，特彆是那些復雜的計算和模型，簡直讓人抓狂。我之前也翻過幾本其他的教材，但總覺得它們要麼過於理論化，要麼就是直接給齣公式，缺少瞭那種循序漸進的引導。直到我遇到瞭《電力係統分析中的計算方法》（原書第2版），纔真正有豁然開朗的感覺。作者在講解各種計算方法時，不是直接拋齣結論，而是耐心地從最基礎的概念講起，一步一步地構建齣復雜的理論框架。比如，在講解潮流計算的部分，書中花瞭相當大的篇幅來介紹高斯-賽德爾法和牛頓-拉夫遜法的原理，並且通過詳細的算例演示，讓我們能清晰地看到每一步迭代是如何進行的，每一個數值是如何更新的。我特彆喜歡書中對矩陣運算的詳細闡述，以前我對矩陣的概念總是模糊不清，但這本書用非常直觀的方式將它們與電力係統的節點電壓、支路電流等聯係起來，讓我恍然大悟。而且，書中還穿插瞭許多實際工程中的應用場景，這讓我意識到這些抽象的數學方法原來在解決現實問題中如此重要和強大。我甚至覺得，即使沒有老師的講解，僅僅依靠這本書，我也能把這門課的很多難點攻剋。它就像一位經驗豐富的導師，在你迷茫時輕輕推你一把，在你疑惑時耐心解答。

評分☆☆☆☆☆

我可以毫不誇張地說，《電力係統分析中的計算方法》（原書第2版）是我近年來閱讀過的最令人振奮的技術書籍之一。我是一名對電力係統充滿好奇心的本科生，一直以來都對那些讓電網穩定運行的“幕後英雄”——計算方法——感到著迷。這本書沒有像其他教材那樣，僅僅停留在理論的層麵，而是用一種非常接地氣的方式，帶領我一步步走進瞭電力係統計算的奇妙世界。我尤其欣賞書中對各種數值分析方法的細緻講解，例如，它不僅解釋瞭如何求解方程組，還深入探討瞭不同求解方法的優缺點，以及在實際應用中應該如何選擇。書中還提供瞭一些簡單的編程示例，讓我能夠親手實踐，加深對算法的理解。我曾經花瞭很長時間去理解一些復雜的數學概念，但這本書用非常形象的比喻和生動的語言，讓我茅塞頓開。它讓我意識到，電力係統分析的背後，隱藏著如此精妙的數學智慧。