浙江省普通高校新形态教材《智能配电网络建模与分析》出版

2020年7月,《智能配电网络建模与分析》教材由浙江大学出版社出版,该书是为浙江大学电气工程学院新开设课程“智能配电网络建模与分析”编写的教学用书,入选了浙江省高校“十三五”第二批新形态教材建设项目和浙江大学2019年度校级本科新形态教材项目。全书由SGOOL团队副教授董树锋老师主持编写,郭创新教授与硕士研究生徐成司参与编写,历经3年时间完成。国网浙江省电力有限公司高级工程师朱承治校对了全书内容,浙江大学硕士研究生唐滢淇对该书进行了润色,徐一帆、林立亨、邵一阳收集了分布式电源建模和微电网稳定性分析的相关资料,本科生陈淼新、蔡凌峰、褚全超、周稳、杨珂、陈晨完成了对该书文字的校对工作。该书适合作为高等院校电气工程及其自动化专业的本科或专科教材,也非常适合从事智能配电网研究和电气工程应用行业的工作者用作自学参考书。

教材内容简介

《智能配电网络建模与分析》一书是为“智能配电网络建模与分析”课程编写的教材,第1章介绍了智能配电网络的定义、发展概况以及重要的基本概念,第2章至第5章介绍了智能配电网中主体元件的数学模型,第6章至第9章介绍了智能配电网络潮流计算、状态估计、网络重构等实际问题的分析方法,第10章介绍了主动配电网的建模和分析方法。该书注重全面运用线性代数、电路原理、概率论等电气工程专业基础知识解决智能配电网络建模与分析中的问题,同时穿插了具体案例的介绍,并提供了大量计算量合适的习题,以便读者更好地理解和掌握相关知识点。全书除了介绍了智能配电网络的基本知识,同时也适当介绍了相关领域最新的研究成果,其中不乏对方法背后所蕴含的数学原理的详细推导,尽量做到深入浅出,使读者不仅能够掌握解决智能配电网络问题的方法,而且能够达到“知其然,也知其所以然”的效果。

教材出版的初衷

配电网是国民经济和社会发展的重要公共基础设施。近年来,我国配电网建设投入不断加大,配电网发展取得显著成效,但相对国际先进水平仍有差距,例如城乡区域发展不平衡,供电质量有待改善。建设城乡统筹、安全可靠、经济高效、技术先进、环境友好的配电网络设施和服务体系一举多得,既能够保障民生、拉动投资,又能够带动相关制造业水平提升,为推进“互联网 +”智慧能源战略提供有力支撑,对于稳增长、促改革、调结构、惠民生具有重要意义。党中央、国务院高度重视配电网建设改造在扩大内需中的作用。2015年6月,国务院常务会议研究部署新增中央投资、扩大有效投资工作,李克强总理专门强调加强农网改造的重要性,提出要追加中央财政资金支持农村电网改造升级。2015年8月,城镇配电网建设改造、农网改造升级均纳入“稳增长防风险”支持范围,国家先后下达中西部农网中央预算内计划、城镇配电网和东部七省市农网专项建设基金计划,《国家发展改革委关于加快配电网建设改造的指导意见》和《国家能源局关于印发配电网建设改造行动计划(2015—2020年)的通知》正式印发,对全国配电网建设改造工作提出总体要求。

然而,由于之前受“重输、轻配、不管用”的大环境影响,目前高校的电气工程及其自动化专业大多没有专门针对本科生开设配电网络课,国内具有电气工程专业的 985、211 院校大多开设有“电力系统稳态分析”“电力系统暂态分析”“电网络分析”等课程,但均是对输电网理论和研究成果的总结,虽然有些学校开设了“供配电系统”的课程,但主要是对供配电系统的设备和运行规则的介绍,且并非专业核心课程,理论高度和深度均达不到培养高端人才的要求。此外,目前国内还没有专门针对电气工程及其自动化本科生编写的介绍配电网络建模与分析的教材,大部分是一些适合研究生阅读和参考的专著。上述情况导致目前电气工程及其自动化专业毕业的本科生对配电网所知甚少,而随着国家对配电网的重视和投入的增加,国家电网和南方电网等国企未来需要大量的了解配电网的人才,高校培养人才与社会需要之间存在一些脱节的情况。本着高校培养人才应与时俱进、适应新的形势的精神,编者萌生了编写这本教材的念头,以弥补电气工程及其自动化专业缺乏适合本科生学习的配电网书籍的不足,同时作为浙江大学电气工程学院新开设课程“智能配电网络建模与分析”的教学用书。

教材特色

与国内外现有配电网书籍相比,《智能配电网络建模与分析》一书有如下特点:

(1)专门针对电气工程及其自动化专业本科生,从知识的衔接上,只要学完电路原理课程即可学习该书;

(2)兼顾基础和前沿,该书第6~9章均由SGOOL课题组多年来的科研成果支撑,突出了该书的原创性和前沿性;

(3)提供大量智能配电网络分析实例的算例和程序,理论结合实践,深入浅出,更有利于本科生学习和掌握。

书籍编写技术

书籍的编写、排版是一项富有挑战性的、繁琐的工作,很多时候需要多人协作完成,如何便捷地将编写和修改的内容进行共享,以及正确地进行交叉引用等,对于编写效率的提升至关重要。为此SGOOL团队希望能够把书籍的相关内容都用git进行版本管理,这就要求我们编写的内容是基于纯文本的,这也就意味着需要抛弃常用的word。

我们在《智能配电网络建模与分析》一书的编写中采用LaTeX和Markdown进行排版,这样写好的文档就是基于纯文本的,可用git管理起来。具体地,我们安装使用了git、MarkdownPad、TeX Live、Pandoc等软件,其中git用于版本管理,MarkdownPad用于编辑文本,TeX Live用于配置Tex环境,Pandoc用于将Latex和markdown文档编译成pdf文件。对于教材中的图片,我们采用CorelDRAW和Microsoft Office Visio软件进行绘制,图片质量可达到出版社的要求。使用LaTeX和Markdown之后,好处很明显,多人可各自对负责的部分进行编写和修改,然后使用git自动合并、更新文档,显著提高了编写效率。

《智能配电网络建模与分析》一书提供了配套的课件。同样地,为了方便进行版本管理,我们使用Markdown + Pandoc + reveal.js制作了网页ppt,查看网站为http://sgool.zju.edu.cn/download/ds_modeling/

致谢

《智能配电网络建模与分析》的编写工作得到国网浙江省电力有限公司“新能源电力系统随机稳定性分析研究”项目 (52110418000N) 和国家重点研发计划项目(2016YFB0901300) 的资助,在此表示衷心的感谢!

该书在编写过程中参考了很多国内外文献、书籍和网络资料,在此向这些文献和资料的作者表示感谢!

SGOOL团队

2020年8月4日




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