本書在分析電力系統(tǒng)的系統(tǒng)性的基礎(chǔ)上，首先介紹構(gòu)成電力系統(tǒng)的各種發(fā)輸配用設(shè)備的數(shù)學(xué)模型，并介紹這些設(shè)備相互聯(lián)系、相互影響的基本原理。針對由這些設(shè)備構(gòu)成的電力系統(tǒng)，分別介紹其穩(wěn)態(tài)分析和故障分析的理論，前者包括獲取穩(wěn)態(tài)詳細(xì)信息的潮流計算模型及相應(yīng)算法、穩(wěn)態(tài)時的有功無功平衡及對應(yīng)的頻率電壓調(diào)整問題、電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行問題，后者由簡單到復(fù)雜地介紹三相對稱故障、簡單不對稱故障和通用復(fù)雜故障的分析計算方法。本書可作為電氣工程專業(yè)的本科生教材或參考書，涉及少量在碩士階段講解的知識點（如稀疏計算），也可作為電力工業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員、科研人員的參考書。本書內(nèi)容包括電氣工程及其自動化專業(yè)核心專業(yè)課程電力系統(tǒng)分析的主要知識點，由于涉及以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容，且試圖加強(qiáng)關(guān)于系統(tǒng)論概念和思維方式的介紹，故將本書命名為《現(xiàn)代電力系統(tǒng)》。書中所提的概念、分析方法、思維方式不僅可用于電力工業(yè)工程實際領(lǐng)域，對學(xué)生認(rèn)識和分析復(fù)雜的現(xiàn)實世界也有一定的參考意義。本書圍繞電力系統(tǒng)基本模型和穩(wěn)態(tài)分析、故障分析的方法和理論來展開，全書分為14章，主要內(nèi)容如下。第1～2章為概要性介紹。第1章介紹了電力系統(tǒng)相關(guān)基本概念、發(fā)展沿革及與現(xiàn)代社會的密切關(guān)系等，為讀者奠定初步的認(rèn)識基礎(chǔ)；第2章重點從系統(tǒng)論角度對電力系統(tǒng)做全景化描述，指出其復(fù)雜開放系統(tǒng)的特點，從而引出電力系統(tǒng)分析核心問題及基本框架。第3～5章為電力系統(tǒng)中各種主體的數(shù)學(xué)模型，目的是用于將發(fā)輸配用各環(huán)節(jié)整合成同一系統(tǒng)后的分析。第3章介紹了發(fā)電機(jī)的基本概念，指明發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中將其他形式能量轉(zhuǎn)化成電能的設(shè)備，包括同步電機(jī)基本假設(shè)、派克變換、同步電機(jī)穩(wěn)態(tài)模型、暫態(tài)/次暫態(tài)模型，通過歸納/演繹的邏輯組織知識；第4章介紹了輸配電環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型，包括交流電網(wǎng)本身的模型（拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 支路參數(shù)）和組成電網(wǎng)的輸電線路和變壓器等設(shè)備的模型，是典型電力系統(tǒng)分析計算的基礎(chǔ)；第5章介紹了電力系統(tǒng)負(fù)荷的基本概念，指明負(fù)荷是電力系統(tǒng)中將電能轉(zhuǎn)化成其他形式能量的設(shè)備類型，強(qiáng)調(diào)負(fù)荷的復(fù)雜性，指出常見電力系統(tǒng)分析計算中所用的負(fù)荷都是海量主體群體效應(yīng)的近似和簡化。以上述電力系統(tǒng)中各種主體模型為基礎(chǔ)，本書余下的篇幅分別介紹電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析和故障分析的內(nèi)容。電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的內(nèi)容相對獨立，而且隨著新能源在電力系統(tǒng)中占比越來越大，系統(tǒng)的穩(wěn)定特性發(fā)生了質(zhì)的變化，對現(xiàn)有電力系統(tǒng)穩(wěn)定理論框架進(jìn)行改造和升級的任務(wù)尚未完成，可在將來專門著述。第6～11章為電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的內(nèi)容。第6章論述了電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的基本問題，指出關(guān)注的是與外部環(huán)境交換能量處于某種相對固定的動態(tài)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)特征；第7章分析了處于穩(wěn)態(tài)電力系統(tǒng)在微觀層面的問題，主要為功率在支路中流動可能造成的電壓變化和功率損耗產(chǎn)生的機(jī)理和特點；第8章介紹了上述微觀層面現(xiàn)象聚合成完整的電力系統(tǒng)全局現(xiàn)象后的描述和分析計算方法，即電力系統(tǒng)潮流計算的模型和經(jīng)典算法，包括開式網(wǎng)絡(luò)的前推回代法、復(fù)雜電網(wǎng)的高斯�操惖聽柗�、牛頓�怖�夫遜法（及其改進(jìn)算法和模型擴(kuò)展）、特殊條件下簡化的直流潮流等內(nèi)容；第9章是第8章的延續(xù)，目的是將經(jīng)典的數(shù)值計算方法用于實際大規(guī)模電網(wǎng)的分析計算，即稀疏技術(shù)在電力系統(tǒng)計算中的應(yīng)用，介紹了稀疏存儲、因子表分解、前代/規(guī)格化/回代等計算過程的稀疏計算、稀疏矢量法節(jié)點編號優(yōu)化問題等內(nèi)容；第10章分析了電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時常遇到的兩大類問題，分別是與有功平衡相關(guān)的頻率調(diào)整問題，以及與無功平衡相關(guān)的電壓調(diào)整問題，介紹了目前電力系統(tǒng)解決這些問題的基本方法框架，強(qiáng)調(diào)問題的解決往往依賴于對系統(tǒng)各類型設(shè)備相互配合方式的調(diào)整和優(yōu)化，從而體現(xiàn)出系統(tǒng)論思維方式；第11章介紹了電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行的基本概念，指出其從某種意義上來說是對電力系統(tǒng)運行水平的更高要求，分為電網(wǎng)和電源兩部分來介紹，前者關(guān)注電能傳輸過程中的損耗問題，后者關(guān)注其他形式能量向電能轉(zhuǎn)化的效率問題。第12～14章為電力系統(tǒng)故障分析的內(nèi)容，按照模型由簡單到復(fù)雜、問題由特殊到一般的思路來展開。第12章重點介紹了*簡單、*基礎(chǔ)的故障類型三相對稱故障的分析計算方法，其核心內(nèi)容是將問題表述為電力系統(tǒng)在故障端口的戴維南等效電路，并用少量節(jié)點阻抗矩陣元素和已知電源信息即可完成短路電流計算，本章其他內(nèi)容可理解為這些內(nèi)容的延伸；第13章介紹了簡單不對稱故障的分析計算方法，即只在單一位置發(fā)生短路或斷線故障后電力系統(tǒng)狀態(tài)如何分析計算，引入了對稱分量法和正負(fù)零序的概念，給出了更通用的模型，此時第12章中的三相對稱故障成為特例，可描述為不對稱程度*低的簡單不對稱故障，從而給出所有簡單故障統(tǒng)一的分析計算模型；第14章介紹了復(fù)雜故障的分析計算，在假設(shè)被分析電網(wǎng)為線性網(wǎng)絡(luò)的前提下，將任意多重故障解釋為單重故障的疊加效果，*終給出本書*通用的故障分析計算模型。本書各章結(jié)尾處提供若干習(xí)題。在作者的教學(xué)實踐中配合課程大作業(yè)，目的是讓學(xué)生能綜合應(yīng)用書中知識解決相對復(fù)雜的問題，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，這部分內(nèi)容可依據(jù)讀者所在院校實際情況來處理。本書作者制作了配套的MOOC資源，目前部署在學(xué)銀在線上，讀者可配合該資源(https://www.xueyinonline.com/detail/228913040)來學(xué)習(xí)本書的內(nèi)容。本書在編寫過程中注重突出新工科發(fā)展的需求。在作者所在單位本書重點用于電氣工程及其自動化卓越工程師班的課程教學(xué)，該班為本碩貫通培養(yǎng)，故課程知識組織時將本專業(yè)本碩電力系統(tǒng)分析課程的知識點有機(jī)融合，并注意理論與實踐的結(jié)合，以及培養(yǎng)學(xué)生高階思維方式的需求。本書內(nèi)容體系由淺入深、循序漸進(jìn)，既介紹了電力系統(tǒng)分析計算領(lǐng)域的基本知識和方法，也介紹了系統(tǒng)論思維的基本概念和方法，力圖使本書在作為典型專業(yè)課教材的同時具有更為廣泛的應(yīng)用價值。本書由三位教師合作完成：第3～5章由朱林編寫；第7～9章由張堯編寫；其余內(nèi)容由武志剛編寫。全書由武志剛組織和統(tǒng)稿。全書撰寫過程歷經(jīng)兩年有余，個中甘苦不言而喻。在此對各位老師付出的辛勤勞動表示衷心感謝。本書中的理論體系與目前主流的電力系統(tǒng)分析理論大體一致，并對新型電力系統(tǒng)已經(jīng)或即將出現(xiàn)的新問題、新機(jī)理、新方法進(jìn)行了介紹。若本書能為電氣工程領(lǐng)域?qū)�業(yè)教學(xué)做出一點綿薄的貢獻(xiàn)，完全是站在前人肩膀上的結(jié)果。也正因如此，作者在向前賢及當(dāng)代大家致以誠摯謝意的同時，力圖能通過自己的努力為青年人才的成長提供力所能及的輔助。書中如有錯漏或不足，均為作者個人能力所致，敬請讀者批評指正。