图书前言

前言   

   本书第1版自1996年出版以来,电力工程科学和技术又有了很大的发展,尤其是计算机在电网在线调度和控制中的应用已十分普遍,电力市场化改革也对电网安全控制提出了新需求。这些变化要求我们能对电网进行更全面、更快速、更精细的计算分析,这需要电力网络计算机分析的理论和方法的支撑,在这样的背景下本书的再版工作自然提上议程。近10多年来,我用此书在清华大学讲授高等电力网络分析这门研究生学位课,期间正值我国电网快速发展时期,出现了电网分析计算中的新问题、新需求。为适应我国电力网络发展现状以及研究生科研工作的需要,我对教学内容做了很多调整,使这门基础性很强的专业课的特点更加鲜明,使研究生的受益面更广。

    电力网络分析是电力系统分析的关键环节,即使研究暂态过程,对电网的分析和处理也是其主要内容和难点之一。因此,本书仍保持突出电力网络这个主题,只涉及稳态,不涉及暂态,只涉及代数方程,不涉及微分方程。电网的突出特点是网络描述,尽管用矩阵描述比较方便,但是用图来描述矩阵及其处理既直观又简洁,因此本书保留了原版书的这些特点。另外,本书基本保留了原版书的体系结构。

    本书共分2篇12章,前6章为基础篇,介绍电力网络分析的基本原理,包括电力网络分析的一般方法、电力系统网络矩阵、稀疏技术、网络方程的修正解法、网络变换、化简和等值、电网分块计算。后6章为应用篇,介绍潮流计算和故障分析,包括潮流计算的数学模型和基本解法、潮流方程的特殊解法、潮流计算中的特殊问题、潮流计算问题的扩展、故障分析的计算机解法。

    基础篇介绍了电力网络分析应用中的共性的问题。将矩阵运算和图形描述相结合,将数学推导和物理概念相结合,介绍新方法时注重和传统方法相对比,尽量使读者读后能在头脑中留下一幅清晰的图像。在应用篇既介绍广泛使用的传统应用,也介绍近些年的热点应用。本书从不同角度介绍传统应用,并给出多种解决方法。对内点法、连续潮流和跟踪潮流等新应用,介绍了当今最有效的解算方法。本书相当多的内容凝结了作者多年研究工作的体会和总结。

    这次再版删减了如下内容:稀疏技术中网络方程不对称情况处理,REI等值和网络变更时各种等值的修正,多开断分布因子,潮流多解的图示,等等。为突出书中介绍的原理、算法和思路,将正文中部分烦琐的公式推导进行了简化,并将其引入习题当中。为适应新的应用需求,这次再版增加了如下内容:配电网络分析的回路分析方法,电网分解协调计算的一般形式的广义网络分割算法,电网计算中的准稳态灵敏度分析方法,静态电压稳定分析的连续潮流方法,电力市场中的跟踪潮流算法,等等。

    本书不是面面俱到地罗列电网分析的各种具体应用,而是希望通过归纳、总结、提升,抽象出电网分析中的共性问题,从更基础的层面来描述和解决电网分析问题。例如,配电网分析普适的回路分析法,图上因子分解和网络方程计算,面向节点和面向支路的网络变化的修正,广义支路切割和统一的网络分块算法,最优潮流的三维分析,潮流方程变量分类和潮流计算问题的扩展,规范化的故障分析计算机计算方法等。希望通过对这些基础性问题介绍,帮助读者掌握分析问题和解决问题的方法,启发读者去创新,去开发新的应用领域。

    为了便于读者自学,并便于高等院校使用本书进行研究生教学工作,书中增加了一些研究分析型习题,并且全部习题的解答将在与本书配套的《高等电力网络分析习题与解答》中给出。

    本书被教育部推荐为研究生教学用书。虽然书中尽量加重基础性内容的介绍,但是作为研究生教学用书,研究性内容仍然相对较多,对初学者的理解可能会有一定难度;为使读者容易理解,书中尽量多用例题来配合解释相关的理论。本书适合用于讲授一个学期的研究生课程。

    我要感谢本书再版的合作者严正教授。他20世纪80年代末和90年代初曾在清华大学我所在的科研组攻读硕士和博士学位,毕业后一直在日本、美国和香港等地的大学做研究工作,于2004年回国到上海交通大学任教授。由于他对电力网络分析有深刻的理解和研究心得,故特邀他和我合作完成本书的再版工作,内点法、连续潮流和跟踪潮流等内容是他完成的。

    本书第1版受到很多从事电力系统及其自动化专业工作的教师、工程技术人员和研究生的欢迎,并多次重印。许多研究生已经将本书作为出国深造的必备参考书。10多年来,清华大学有数百位研究生听过我讲授的这门课,他们提出的问题及与我的讨论都对我启发很大,促使我改进教材;他们完成的课程研究报告也对这次再版有很大帮助;他们的激情和新颖的想法对我是一种激励。在此向他们表示感谢。

    我还要感谢清华大学电机系给我提供了良好的教学和研究环境,使我能够顺利地完成本书的再版工作。

    卢强院士认真审读了全部书稿并提出宝贵意见,在此表示衷心的感谢!由于作者水平有限,书中不妥之处在所难免,恳请广大读者批评指正。