电力系统分析中的计算方法（原书第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

【美】玛丽莎L.克劳，徐政 著，徐政 译

图书标签:

• 电力系统分析
• 计算方法
• 电力系统
• 数值分析
• 电气工程
• 高等教育
• 教材
• 电工学
• 系统分析
• 原书第2版

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111583066

版次：1

商品编码：12288324

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 国际电气工程先进技术译丛

开本：16开

出版时间：2017-12-01

用纸：胶版纸

页数：241

编辑推荐

适读人群 ：电力系统专业的本科生、研究生、教师以及从事电力系统规划、设计、运行和控制的技术人员
这是一本非常经典的书，中文翻译也是由浙大的徐政教授亲自翻译，是一本非常好的教学参考书！
本书是作者过去20年中在Missouri-Rolla大学讲授研究生课程的智慧总结。书中对于每章所讲述的方法，试图通过特色鲜明的例子使读者有一个总体的把握。
本书所阐述的很多方法已经有商业化的软件包，这些软件包为使用者提供了缺省设置或参数选择，本书可以帮助使用者理解并欣赏这些商业化软件包后面的算法，使知情的使用者能更好地掌握驱动计算的算法，并且对算法失效的情况有更深刻的了解。
目前国内设置有电气工程及其自动化专业的学校超过百所。该专业电力系统方面的多门课程涉及广泛的计算方法问题，但没有一本书对相关的计算方法进行系统的论述，这使得学习起来比较困难，而本书针对电力系统中的计算方法问题专门进行编写，满足了这方面的需求。
本书内容包括线性方程组的解法、非线性方程组的解法、稀疏矩阵求解技术、微分方程数值解法、数值优化方法和特征值问题。
本书对广大电力系统专业的本科生和研究生，以及从事电力系统规划、设计、运行和控制的技术人员都会有很大的帮助。

内容简介

本书对应用于电力系统各种计算问题的数值计算方法进行了总结，内容包括线性方程组的解法、非线性方程组的解法、稀疏矩阵求解技术、微分方程数值解法、数值优化方法和特征值问题。本书适合于电力系统专业的本科生、研究生、教师以及从事电力系统规划、设计、运行和控制的技术人员阅读。

目录

目录
译者序
原书第2版前言
原书第1版前言
第1章引论1
第2章线性方程组的解法3
2.1Gauss消去法4
2.2LU分解法8
2.2.1采用部分选主元的LU分解法15
2.2.2采用完全选主元的LU分解法19
2.3条件数与误差传播20
2.4松弛法21
2.5共轭梯度法26
2.6广义最小残差法30
2.7问题35
第3章非线性方程组的解法39
3.1不动点迭代法39
3.2Newton-Raphson迭代法45
3.2.1收敛性47
3.2.2用于求解非线性方程组的Newton-Raphson法48
3.2.3Newton-Raphson法的改进51
3.3连续法52
3.4割线法55
3.5数值微分法57
3.6在电力系统中的应用60
3.6.1潮流计算61
3.6.2调节变压器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曲线与连续潮流计算77
3.6.6三相潮流计算82
3.7问题83
第4章稀疏矩阵求解技术86
4.1存储方法86
4.2稀疏矩阵的表示方法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在电力系统中的应用107
4.5问题110
第5章数值积分114
5.1单步法115
5.1.1基于Taylor级数的算法115
5.1.2向前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精度与误差分析126
5.4数值稳定性分析129
5.5刚性系统133
5.6步长选择137
5.7微分代数方程140
5.8在电力系统中的应用141
5.8.1暂态稳定性分析142
5.8.2中期稳定性分析149
5.9问题152
第6章优化方法157
6.1最小二乘状态估计157
6.1.1加权最小二乘状态估计161
6.1.2坏数据的检测163
6.1.3非线性最小二乘状态估计166
6.2线性规划167
6.2.1单纯形法168
6.2.2内点法171
6.3非线性规划176
6.3.1二次规划176
6.3.2最速下降法178
6.3.3序贯二次规划法182
6.4在电力系统中的应用184
6.4.1最优潮流184
6.4.2状态估计194
6.5问题198
第7章特征值问题202
7.1幂法202
7.2QR法205
7.2.1移位QR法211
7.2.2缩减法212
7.3Arnoldi法212
7.4奇异值分解219
7.5模态辨识222
7.5.1Prony法223
7.5.2矩阵束法225
7.5.3Levenberg-Marquardt法226
7.5.4Hilbert变换228
7.5.5举例229
7.6在电力系统中的应用235
7.7问题236
参考文献238

前言/序言

译者序
大规模电力系统的规划、设计、运行和控制涉及大量的计算问题。本书对应用于电力系统的各种数值计算方法进行了总结，是目前国际上少有的一本专门讲述电力系统计算方法的书。译者从事电力系统领域的教学和科研工作多年，承担过“计算方法”和多门电力系统领域课程的讲授，深深感到，一方面，透彻掌握电力系统规划、设计、运行和控制的相关理论，开发或熟练应用电力系统分析软件，需要对相应的数值计算方法有比较深入的了解；另一方面，目前本科生或研究生的“计算方法”课程，缺乏针对性的教材，一般性的适用于工科的“计算方法”教材，只包括了电力系统领域应用到的计算方法的一部分内容，还不够充分。译者认为，阅读本书，可以帮助学生对“电力系统稳态分析”“电力系统暂态分析”“电力系统运行与控制”等课程有更加深入的理解，因此推荐采用本书作为上述课程的教学参考书；同时，译者也推荐采用本书作为电力系统专业本科生或研究生“计算方法”课程的教材。
原书中一些明显的笔误或印刷错误，在翻译过程中直接改正并未加以说明。限于译者水平，书中难免存在错误和不妥之处，恳请广大读者批评指正。

电力系统稳态运行与故障分析导论 本书是一部全面深入探讨电力系统分析基础理论与实践方法的专著。它旨在为读者构建一个清晰、系统且具备实践指导意义的电力系统分析知识框架，特别侧重于稳态运行分析和故障分析这两个核心领域。全书内容紧密围绕电力系统在不同运行状态下的行为规律和安全性保障，理论讲解严谨，计算方法清晰，旨在帮助读者掌握电力系统分析的核心技能。 第一部分：电力系统稳态运行分析 在稳态运行分析部分，我们将首先从电力系统的基本构成和运行原理入手，介绍发电机、变压器、输电线路、负荷等关键元件的电气特性和数学模型。在此基础上，本书将详细阐述电力系统稳态运行分析的核心任务——潮流计算。 潮流计算方法： 潮流计算是分析电力系统稳态运行状态的基石。本书将系统介绍几种经典的潮流计算方法，包括高斯-赛德尔法（Gauss-Seidel）、牛顿-拉夫逊法（Newton-Raphson）以及直流潮流法。我们将深入剖析每种方法的数学原理、迭代过程、收敛性以及优缺点。对于牛顿-拉夫逊法，本书将详尽解释雅可比矩阵的构建、求解以及其在大型电力系统中的应用优势。同时，也将讨论直流潮流法作为一种简化但高效的分析手段，在快速评估系统运行裕度方面的作用。 节点电压与相角分析： 通过潮流计算，我们可以得到系统中所有节点的电压幅值和相角。本书将详细解释这些参数的物理意义，以及它们如何反映电力系统的运行状态。高电压幅值和相角偏差过大会对系统稳定性、功率传输能力和设备安全运行造成何种影响，都将进行深入探讨。 功率传输与损耗计算： 潮流计算的结果还包括各条线路的功率传输情况以及系统的总功率损耗。本书将指导读者如何从计算结果中提取这些关键信息，并分析功率传输的瓶颈和损耗产生的原因。我们将探讨如何通过优化运行调度来降低损耗，提高系统经济性。 灵敏度分析： 为了更深入地理解系统对各种扰动的响应，本书将介绍灵敏度分析的概念。例如，节点电压对负荷变化的灵敏度，线路潮流对发电机出力变化的灵敏度等。这些分析有助于预判系统运行风险，并为控制策略的制定提供依据。 功率质量问题初步探讨： 在稳态运行分析的框架下，本书也将初步触及一些与功率质量相关的基础概念，如电压波动、谐波等，并介绍稳态分析工具在初步诊断这类问题时的作用。 第二部分：电力系统故障分析 故障是电力系统运行中不可避免的现象，其发生会对系统造成严重威胁。本书将系统地介绍电力系统故障分析的理论和方法，以保障电力系统的安全可靠运行。 故障的基本分类与特点： 本书将首先对电力系统中的常见故障进行分类，包括短路故障（三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路）和断开故障（线路断开、开关断开等）。每种故障的发生机理、特点以及对系统产生的具体影响都将进行详细讲解。 对称分量法（Symmetrical Component Method）： 对称分量法是分析不对称故障的关键工具。本书将深入阐述对称分量法的原理，包括正序、负序和零序三个分量的概念，以及它们如何用于将不对称系统分解为多个对称系统进行独立分析。我们将推导各序网络的阻抗和互联关系，为后续的故障计算奠定基础。 故障计算方法： 短路容量计算： 本书将详细介绍如何利用序网络的计算结果来求解不同类型短路故障时的短路容量。短路容量是衡量故障严重程度和设备选型的重要依据。 故障电流计算： 掌握短路故障下的故障电流大小和分布对于继电保护的设计和设备绝缘水平的确定至关重要。本书将提供详细的计算步骤和实例，指导读者掌握各类故障电流的计算方法。 暂态过程分析初步： 虽然本书主要聚焦于稳态和准稳态的故障分析，但也将简要介绍故障发生瞬间的电压和电流的暂态变化，以及其对系统稳定性的初步影响，为后续深入学习暂态稳定性分析打下基础。 继电保护原理简介： 在故障分析的基础上，本书将简要介绍继电保护的基本原理和作用。理解故障电流和电压的变化是设计有效的保护方案的前提，本书的故障分析内容将直接服务于对继电保护原理的理解。 系统稳定性初步探讨： 故障是系统失稳的主要诱因。本书将在故障分析章节中，初步探讨不同类型故障对系统稳定性的影响，以及为何需要进行详细的故障分析来保障系统的稳定运行。 本书的特色： 理论与实践并重： 本书在严谨的理论推导基础上，融入了大量的实际算例和分析思路，帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 清晰的逻辑结构： 内容组织清晰，从基础概念到高级方法，循序渐进，便于读者理解和掌握。 重点突出： 聚焦于电力系统分析中最核心的稳态运行和故障分析，为读者打下坚实的专业基础。 实用价值高： 所介绍的分析方法和计算技术，在电力系统的规划、设计、运行和继电保护等领域具有广泛的应用。 通过对本书的学习，读者将能够深刻理解电力系统在正常运行及发生故障时的行为特征，掌握必要的计算分析工具，为进一步深入研究电力系统的动态稳定、控制以及新兴技术（如新能源并网）等领域奠定坚实的基础。本书是电气工程及相关专业学生、电力系统工程师以及对电力系统运行分析感兴趣的读者不可或缺的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，《电力系统分析中的计算方法》（原书第2版）是一本我愿意反复阅读的经典之作。作为一个在电力系统领域工作多年的工程师，我一直都在寻找能够深化我对系统分析理解的书籍。很多时候，我们日常工作中遇到的问题，在理论层面看似简单，但实际操作起来却会遇到各种棘手的情况。这本书就像一把钥匙，帮助我打开了那些隐藏在复杂公式背后的真实世界。它不仅仅是讲解各种计算方法，更重要的是，它阐述了这些方法是如何被应用来解决实际工程问题的。例如，书中对最优潮流计算的讲解，不仅仅是给出了数学模型，还详细分析了在实际电网运行中，如何权衡发电成本、输电损耗以及电压限制等多种因素，以达到最优的运行状态。我特别欣赏书中对线性规划和非线性规划在电力系统优化中的应用介绍，这让我能够更清晰地理解如何在复杂的约束条件下进行决策。而且，书中还涉及到了许多关于网络拓扑和图论的知识，这对于理解电网的结构和运行有着非常重要的意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远远超过其纸张的成本，《电力系统分析中的计算方法》（原书第2版）是我在电力系统经济调度方面遇到的一个重要启示。我之前一直认为，电力系统的经济调度只是一个简单的优化问题，但这本书让我看到了其背后隐藏的复杂性和深度。书中详细介绍了各种经济调度的算法，包括基于线性规划、二次规划以及启发式算法的方法。我特别喜欢书中对成本函数和约束条件的详细分析，这让我能够理解在实际调度中，如何综合考虑发电成本、输电损耗、环保要求以及社会效益等多种因素。而且，书中还讨论了实时调度和日前调度的区别，以及在不同调度周期下，如何选择合适的算法。这本书为我提供了一个全新的视角，让我能够更深入地理解电力市场的运行机制和经济调度的重要性。

评分☆☆☆☆☆

我必须要说，《电力系统分析中的计算方法》（原书第2版）简直是为我量身定做的！我一直对电力系统分析这门课感到畏惧，主要是因为其中的数学模型和算法实在是太抽象了，很难将其与实际的电力系统运行联系起来。但是，这本书的出现彻底改变了我的看法。它不仅仅是一本技术书籍，更像是一本引人入胜的故事书，讲述了如何用数学的语言来描绘和解决电力系统的各种挑战。我最欣赏的是书中对各种算法的剖析，不仅仅是列出公式，而是深入讲解了算法背后的逻辑和思想。比如，在讲到暂态稳定分析时，书中没有简单地给出微分方程组，而是详细地解释了能量函数法是如何一步步导出的，以及它在判断系统稳定性方面的优势。更让我惊喜的是，书中还提供了大量的伪代码和计算实例，这对于我这样的初学者来说是无价之宝。我可以在自己的电脑上尝试实现这些算法，通过调试和运行，我能更深刻地理解算法的每一步操作，以及参数变化对结果的影响。这种“动手实践”的学习方式，极大地增强了我对知识的掌握程度。而且，书中对一些经典问题的分析，比如故障潮流的计算，也写得非常透彻，让我能够从根本上理解故障发生时系统是如何响应的。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，《电力系统分析中的计算方法》（原书第2版）已经成为我书架上不可或缺的一部分。作为一名电力系统领域的研究助理，我每天都在与各种数据和模型打交道，而这本书为我提供了强大的工具和理论支持。我尤其赞赏书中对复杂电力系统模型构建的细致描述，从节点到支路，从参数设置到拓扑构建，都进行了详尽的讲解。这让我能够更准确地建立我所研究问题的数学模型。此外，书中对仿真分析的阐述也让我受益匪浅。它不仅仅是介绍如何进行仿真，更重要的是，它强调了如何从仿真结果中提取有用的信息，并进行深入的分析和解读。书中还讨论了许多关于模型验证和不确定性量化的话题，这对于确保研究结果的可靠性至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一位经验丰富的向导，带领我穿越了电力系统分析的复杂迷宫。《电力系统分析中的计算方法》（原书第2版）是我在学习电力系统运行这门课程时遇到的“救命稻草”。我一直对如何保持电网的实时平衡、如何处理突发故障以及如何优化调度感到困惑。这本书在这些方面提供了非常深刻的见解。我特别喜欢书中关于状态估计的讲解，它让我明白了如何利用不完整的测量数据来推断出整个系统的运行状态，这在实际的电网监控中是至关重要的。书中还详细介绍了各种估计算法的原理和实现，以及如何处理测量噪声和数据异常。此外，书中对电网故障的分析，包括各种故障类型和故障后的系统响应，也写得非常透彻。它让我能够从更宏观的角度去理解电网的脆弱性和韧性。

评分☆☆☆☆☆

我可以毫不夸张地说，《电力系统分析中的计算方法》（原书第2版）是我近年来阅读过的最令人振奋的技术书籍之一。我是一名对电力系统充满好奇心的本科生，一直以来都对那些让电网稳定运行的“幕后英雄”——计算方法——感到着迷。这本书没有像其他教材那样，仅仅停留在理论的层面，而是用一种非常接地气的方式，带领我一步步走进了电力系统计算的奇妙世界。我尤其欣赏书中对各种数值分析方法的细致讲解，例如，它不仅解释了如何求解方程组，还深入探讨了不同求解方法的优缺点，以及在实际应用中应该如何选择。书中还提供了一些简单的编程示例，让我能够亲手实践，加深对算法的理解。我曾经花了很长时间去理解一些复杂的数学概念，但这本书用非常形象的比喻和生动的语言，让我茅塞顿开。它让我意识到，电力系统分析的背后，隐藏着如此精妙的数学智慧。

评分☆☆☆☆☆

这本《电力系统分析中的计算方法》（原书第2版）是我在学习电力系统规划过程中遇到的一个重要里程碑。我一直认为，电力系统的规划是一个极其复杂且需要深厚数学功底的领域，而这本书恰恰为我提供了坚实的基础。我之前在学习系统规划时，常常会遇到各种优化模型，比如长短期规划、设备选址等，但总是对模型的构建和求解感到困惑。这本书详细介绍了各种优化算法，从基础的线性规划到更复杂的动态规划，都进行了深入浅出的讲解。我特别喜欢书中关于概率方法在规划中的应用，比如如何考虑不确定性因素，如负荷预测误差、设备故障率等，这些都是在实际规划中必须面对的问题。书中通过大量的图表和算例，让我能够清晰地看到这些方法是如何一步步实现的，以及它们如何帮助我们做出更明智的规划决策。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的是一本宝藏，我最近在学习电力系统分析这门课，感觉脑袋里像是一团乱麻，特别是那些复杂的计算和模型，简直让人抓狂。我之前也翻过几本其他的教材，但总觉得它们要么过于理论化，要么就是直接给出公式，缺少了那种循序渐进的引导。直到我遇到了《电力系统分析中的计算方法》（原书第2版），才真正有豁然开朗的感觉。作者在讲解各种计算方法时，不是直接抛出结论，而是耐心地从最基础的概念讲起，一步一步地构建出复杂的理论框架。比如，在讲解潮流计算的部分，书中花了相当大的篇幅来介绍高斯-赛德尔法和牛顿-拉夫逊法的原理，并且通过详细的算例演示，让我们能清晰地看到每一步迭代是如何进行的，每一个数值是如何更新的。我特别喜欢书中对矩阵运算的详细阐述，以前我对矩阵的概念总是模糊不清，但这本书用非常直观的方式将它们与电力系统的节点电压、支路电流等联系起来，让我恍然大悟。而且，书中还穿插了许多实际工程中的应用场景，这让我意识到这些抽象的数学方法原来在解决现实问题中如此重要和强大。我甚至觉得，即使没有老师的讲解，仅仅依靠这本书，我也能把这门课的很多难点攻克。它就像一位经验丰富的导师，在你迷茫时轻轻推你一把，在你疑惑时耐心解答。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都让我印象深刻，我一直在寻找一本能够全面提升我电力系统分析能力的书籍，而《电力系统分析中的计算方法》（原书第2版）无疑满足了我的需求。我是一名即将毕业的博士生，正在进行关于智能电网和分布式能源接入的研究。这其中涉及到大量的复杂计算和模型，尤其是在处理海量数据和动态变化的网络结构时，传统的分析方法往往显得力不从心。这本书在介绍经典计算方法的同时，也巧妙地融入了许多与现代电力系统发展相关的概念。例如，书中对模糊逻辑和神经网络在电力系统故障诊断中的应用进行了深入的探讨，这为我处理不确定性和非线性问题提供了非常有价值的参考。我尤其喜欢书中对数据挖掘和机器学习在电力系统中的应用的介绍，这与我目前的研究方向非常契合。它让我意识到，数学和计算方法不仅仅是孤立的理论，更是驱动未来电力系统发展的强大引擎。

评分☆☆☆☆☆

这本书的质量真的超乎我的预期，我完全没有想到一本关于计算方法的书可以写得如此生动有趣。我是一名研究生，正在进行电力系统可靠性方面的研究，需要深入了解各种评估和分析的方法。之前看了几篇相关的学术论文，里面涉及的统计模型和概率计算让我头疼不已。而《电力系统分析中的计算方法》（原书第2版）恰恰填补了我在这方面的知识空白。书中对马尔可夫链、蒙特卡洛模拟等方法在可靠性评估中的应用进行了详细的阐述，并且给出了大量的数学推导和实际算例。我特别喜欢书中对随机变量和概率分布的讲解，这些内容对于理解可靠性指标的计算至关重要。而且，书中还讨论了许多高级话题，比如风险评估、风险管理等，这些内容为我的研究提供了新的思路和方向。我甚至觉得，这本书可以作为一本独立的可靠性分析教材来使用。它不仅仅局限于理论，还非常注重实际应用，书中提到的许多方法都是目前在工程实践中广泛应用的。总的来说，这本书为我打开了一扇新的大门，让我能够更深入地理解电力系统可靠性分析的精髓。