電力系統分析

本書重點闡述電力系統分析涉及的元件模型和計算機分析方法。全書共分11章，包括電力網路的數學模型、電力系統潮流的計算機分析方法、電力系統的經濟運行、同步電機的數學模型、同步電機三相短路暫態過程分析、電力系統故障的計算機演演算法、電力系統穩定性分析中的元件模型、電力系統穩定性的基本概念、電力系統小擾動穩定性、電力系統暫態穩定性、提高電力系統穩定性的措施。每章都提供了一些思考題，便於學生掌握相關知識。

前言

第1章　電力網路的數學模型

1.1　節點電壓方程與節點導納矩陣

1.1.1　節點電壓方程的建立

1.1.2　節點導納矩陣元素的物理意義

1.1.3　節點導納矩陣形成與修改的計算機方法

1.1.4　節點方程的實數化求解方法

1.2　節點阻抗矩陣

1.2.1　節點阻抗矩陣表示的網路方程

1.2.2　節點阻抗矩陣的特點及其元素的物理意義

1.2.3　節點阻抗矩陣元素的求解方法

1.2.4　節點阻抗矩陣元素的實數化求解方法

思考題

第2章　電力系統潮流的計算機分析方法

2.1　潮流計算的數學模型

2.1.1　節點的功率方程

2.1.2　潮流計算中節點的分類

2.1.3　電力網路的潮流方程

2.2　牛頓-拉夫遜潮流演演算法

2.2.1　牛頓迭代演演算法

2.2.2　牛頓法的幾何解釋

2.2.3　極坐標牛頓潮流演演算法的雅可比矩陣

2.2.4　直角坐標牛頓潮流演演算法的雅可比矩陣

2.2.5　初值的設置與元件通過功率和電流的計算

2.2.6　牛頓潮流演演算法流程及評價

2.3　快速解耦潮流演演算法

2.3.1　快速解耦潮流演演算法的基本原理

2.3.2　快速解耦潮流演演算法的評價

2.4　直流潮流演演算法

思考題

第3章　電力系統的經濟運行

3.1　電力系統經濟運行的基本概念

3.2　火電廠間有功負荷的經濟分配

3.3　水火電廠間有功負荷的經濟分配

3.4　電力系統最優潮流

3.4.1　最優潮流的數學模型

3.4.2　最優潮流計算的降維梯度法

3.4.3　解耦最優潮流

思考題

第4章　同步電機的數學模型

4.1　abc坐標系的同步電機數學模型

4.1.1　理想同步電機

4.1.2　abc坐標系的同步電機方程

4.2　dq0坐標系的同步電機數學模型

4.2.1　派克變換

4.2.2　dq0坐標系的同步電機方程

4.2.3　派克變換的物理解釋

4.3　同步電機的標幺值基本方程

4.4　電機參數表示的同步電機數學模型

4.4.1　同步電機參數

4.4.2　同步電機參數與其原始參數的關係

4.4.3　電機參數表示的同步電機方程

4.4.4　同步電機的電磁轉矩方程

4.5　同步電機的簡化數學模型

4.5.1　定子電壓方程簡化模型

4.5.2　轉子電壓磁鏈方程簡化模型

4.6　同步電機的穩態數學模型及相量圖

4.6.1　用同步電抗表示的同步電機穩態模型

4.6.2　用暫態電抗表示的同步電機穩態模型

4.6.3　用次暫態電抗表示的同步電機穩態模型

思考題

第5章　同步電機三相短路暫態過程分析

5.1　同步電機三相短路物理過程分析

5.1.1　同步電機三相短路的特點及磁鏈守恆原理

5.1.2　無阻尼繞組同步電機空載三相短路的物理過程

5.2　無阻尼繞組同步電機三相短路電流計算

5.2.1　不計衰減時同步電機空載短路電流計算

5.2.2　不計衰減時同步電機負載狀態下的短路電流計算

5.2.3　自由電流衰減的時間常數

5.3　有阻尼繞組同步電機三相短路電流計算

5.3.1　不計衰減定子轉子短路電流計算

5.3.2　自由電流分量的衰減時間常數

5.4　強行勵磁對同步電機短路暫態過程的影響

思考題

第6章　電力系統故障的計算機演演算法

6.1　三相對稱短路故障計算

6.2　簡單不對稱故障計算

6.2.1　序網路埠電壓方程

6.2.2　不對稱短路故障計算

6.2.3　不對稱斷線故障計算

6.3　複雜故障的計算

6.3.1　不對稱故障的通用邊界條件

6.3.2　多重故障計算

思考題

第7章　電力系統穩定性分析中的元件模型

7.1　概述

7.2　發電機的轉子運動方程

7.2.1　轉子運動方程的推導

7.2.2　轉子運動方程的標幺值表示

7.2.3　慣性時間常數及物理含義

7.3　發電機功角及功率特性

7.3.1　轉子位置角

7.3.2　功角及簡單電力系統穩態功率特性

7.3.3　用其他電勢表示的發電機功率特性

7.3.4　複雜系統的功率特性

7.4　功率特性影響因素分析

7.4.1　網路參數的影響

7.4.2　自動勵磁調節器的影響

7.5　發電機勵磁系統

7.5.1　發電機勵磁系統的構成

7.5.2　主勵磁系統模型

7.5.3　發電機勵磁系統數學模型

7.6　原動機及調速器系統

7.6.1　水輪機及調速器系統

7.6.2　汽輪機及調速器系統

7.6.3　原動機及調速器系統簡化模型

7.7　電力負荷模型

7.7.1　靜態負荷模型

7.7.2　感應電動機負荷模型

7.7.3　其他負荷模型簡介

思考題

第8章　電力系統穩定性的基本概念

8.1　電力系統穩定性概述

8.2　小擾動穩定性的初步概念

8.3　暫態穩定性的初步概念

8.4　負荷穩定的初步概念

8.5　電壓穩定的初步概念

思考題

第9章　電力系統小擾動穩定性

9.1　小擾動穩定性基礎概念

9.1.1　動力系統模型

9.1.2　運動穩定性的基本概念

9.1.3　系統的線性化模型

9.1.4　系統控制參數變動的影響

9.1.5　電力系統小擾動穩定性分析步驟

9.2　單機-無窮大系統小擾動穩定性分析

9.2.1　不計發電機阻尼時的穩定性分析

9.2.2　計及發電機阻尼時的穩定性分析

9.2.3　小擾動穩定儲備係數和系統阻尼因子

9.3　簡單電力系統小擾動穩定分岔分析

9.3.1　系統模型

9.3.2　系統小擾動穩定性分析

9.4　多機電力系統小擾動穩定性分析

9.4.1　系統模型

9.4.2　系統初始點的小擾動穩定性分析

9.4.3　系統負荷水平變動對小擾動穩定性的影響

9.4.4　發電機出力對系統小擾動穩定性的影響

9.4.5　綜合考慮負荷水平和調度方式變化對系統小擾動穩定性的影響

思考題

第10章　電力系統暫態穩定性

10.1　概述

10.1.1　大擾動后的暫態過程

10.1.2　電力系統暫態穩定分析模型及其簡化

10.1.3　電力系統暫態穩定分析方法

10.1.4　暫態穩定性研究的一些新問題

10.2　單機無窮大系統的暫態穩定判據——等面積定則

10.2.1　發電機各階段的功率特性曲線

10.2.2　暫態穩定和不穩定場景分析

10.2.3　等面積定則

10.3　電力系統暫態穩定分析數值方法

10.3.1　常微分方程的數值積分方法

10.3.2　微分-代數方程的數值積分方法

10.4　單機無窮大系統暫態穩定數值分析

10.4.1　電力系統模型

10.4.2　不計阻尼時的暫態性分析

10.4.3　影響系統暫態穩定性的因素分析

10.5　多機電力系統暫態穩定性分析簡介

10.5.1　暫態穩定分析的網路模型

10.5.2　電力系統暫態穩定分析的一般步驟

10.5.3　多機電力系統暫態穩定分析示例

思考題

第11章　提高電力系統穩定性的措施

11.1　概述

11.2　在電力系統規劃設計階段可採取的措施

11.2.1　提高系統功率極限的原理

11.2.2　改善發電機運行特性

11.2.3　改善輸電線路的運行參數

11.2.4　改善變壓器運行特性

11.2.5　實施無功補償

11.2.6　優化保護裝置

11.3　DyLiacco安全構想和運行控制措施

11.3.1　DyLiacco安全構想

11.3.2　EMS系統安全監控功能簡介

11.3.3　電力系統運行控制的三道防線

11.4　電力系統運行控制措施

11.4.1　電力系統預防控制

11.4.2　電力系統緊急控制

11.4.3　實際例子

11.5　電力系統恢復控制

11.5.1　制定恢復計劃和實施恢復培訓

11.5.2　有功平衡和頻率控制

11.5.3　無功平衡和電壓控制

11.5.4　繼電保護及安全自動裝置的配合

思考題

參考文獻