電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性

前言

目錄

常用符號

第一章 概述

第二章 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的變量與約束

第三章 安全監(jiān)視和安全性分析

第四章 同步發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁與調(diào)速系統(tǒng)模型

第五章 電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析的聯(lián)立隱式法

第六章 電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真

第七章 電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值

第八章 李雅普諾夫穩(wěn)定性理論及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

第九章 多機(jī)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析中直接法的應(yīng)用

第十章 暫態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)安全性估計(jì)中的概率考慮

附錄A 線性系統(tǒng)理論中的一些概念與命題

附錄B 高斯隨機(jī)變量

附錄C 測度空間的基本概念和Laray-Schauder不動(dòng)點(diǎn)定理

附錄D 等值同步發(fā)電機(jī)模型

附錄E 數(shù)值積分的計(jì)算公式

參考文獻(xiàn) 2100433B

本書介紹了與穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下計(jì)算機(jī)輔助安全性調(diào)度有關(guān)的問題，以及與動(dòng)態(tài)安全性盾計(jì)和穩(wěn)定性計(jì)算有關(guān)的一些知識。

《電力系統(tǒng)穩(wěn)定性：建模、分析與控制》系統(tǒng)闡述了電力系統(tǒng)穩(wěn)定性建模、分析與控制的理論與方法?！峨娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定性：建模、分析與控制》共15章，包括電力系統(tǒng)的建模、潮流、穩(wěn)定性分析和穩(wěn)定性的提高與控制四個(gè)部分。第I部分描述同步電機(jī)和電力系統(tǒng)元件的模型，第II部分討論計(jì)算潮流及優(yōu)潮流的方法，第III部分介紹穩(wěn)定性計(jì)算和評估的方法，第IV部分給出增強(qiáng)穩(wěn)定性的措施。《電力系統(tǒng)穩(wěn)定性：建模、分析與控制》可供從事電力系統(tǒng)研究、設(shè)計(jì)、分析與控制的科研工作者及高校電力工程相關(guān)專業(yè)高年級師生參考。

生態(tài)穩(wěn)定性何謂“種群穩(wěn)定性”和“群落穩(wěn)定性”？

MacArthur于1955年在Ecology的論文“動(dòng)物種群的波動(dòng)，及群落穩(wěn)定性的度量”堪稱關(guān)于穩(wěn)定性的經(jīng)典之作，該文給“種群穩(wěn)定性”和“群落穩(wěn)定性”下了簡單而直觀的定義：種群穩(wěn)定性—“在一些生物群落，物種豐度趨于十分穩(wěn)定，而在另一些群落，物種豐度變化很大，將前者稱為穩(wěn)定，后者稱為不穩(wěn)定”；群落穩(wěn)定性—“在一些生物群落，……，由于一些原因，一個(gè)物種異常增殖，如果另外種類的豐度由于前者而顯著變化，則稱群落不穩(wěn)定，如果異常增殖的物種對其它物種的影響越小，群落就越穩(wěn)定”。

MacArthur的群落穩(wěn)定性定義雖簡單，但到底指什么還是不甚明確，譬如“對群落中其它種的影響”可以有多種不同的解讀，它可能指平均（所有種）最大豐度變化，或者指相對變化、或者指平均平方變化，或者不同的種類能被不同的權(quán)重等。在植物群落的演替研究中，植被演替過程中某一演替階段的穩(wěn)定性或許更有價(jià)值。

此外，如果從生態(tài)對策的角度來審視種群的穩(wěn)定性問題，還是挺有意義的。一般來說，個(gè)體大、繁殖速度慢的K-對策物種的種群穩(wěn)定性較好，而個(gè)體小、繁殖速度快的r-對策物種的種群穩(wěn)定性較差。因此，K-對策物種是對所謂“穩(wěn)定性環(huán)境”的一種適應(yīng)，而r-對策物種是對所謂“非穩(wěn)定性環(huán)境”的一種適應(yīng)。這不僅在解釋短期的種群行為或許在解釋地質(zhì)環(huán)境變化過程中不同生態(tài)對策物種的進(jìn)化上也會(huì)具有意義。

生態(tài)穩(wěn)定性種群和群落穩(wěn)定性的概念—?jiǎng)勇爡s難以度量

如何度量種群穩(wěn)定性？依據(jù)MacArthur的定義似乎難以對種群穩(wěn)定性進(jìn)行嚴(yán)格的度量。也許可以考慮兩種度量辦法：1）對大小完全不同的物種，用內(nèi)稟增長率r的大小或許可以判斷穩(wěn)定性的大??；2）對于大小和繁殖率相近的物種，也許可以用比較種群波動(dòng)的振幅、頻率的大小或者震蕩的不規(guī)則性來進(jìn)行度量。直觀地說，振幅越大、頻率越高、震蕩越不規(guī)則，則種群越不穩(wěn)定。

如何度量群落穩(wěn)定性就更為困難了。人們常常將食物網(wǎng)的復(fù)雜程度（如能量流動(dòng)途徑或食物鏈結(jié)點(diǎn)數(shù)）與群落穩(wěn)定性直觀地聯(lián)系起來，即直觀地（當(dāng)然也是基于一定的經(jīng)驗(yàn)）認(rèn)為能量在食物網(wǎng)中流動(dòng)的途徑越多，群落穩(wěn)定性越大（Odum 1953）。MacArthur（1955）運(yùn)用綿密的邏輯分析力圖證實(shí)這一觀點(diǎn)的合理性。

MacArthur首先通過對種群豐度的二種極端情形的定性分析試圖說明其推論的合理性，即一種情形是一個(gè)群落中某一物種的種群異常的大，為了減少其對群落中其它種群的影響，必須有大量的捕食者去分散過剩的能量，該物種必須有大量的餌料種群不至于使種群減少太多，也就是說，通過每個(gè)物種的多種（能量流動(dòng)）途徑的存在是減少一個(gè)種類的種群過剩效應(yīng)所必須；另一種情形是一個(gè)群落中某一物種的種群異常的小，為了將其對群落中其它種群的影響減少到最小，該種的每一種捕食者應(yīng)該有大量的可替代食物以減少對稀有種的壓力，同時(shí)也能將其自身的種群豐度維持在與原來非常接近的水平。因此，這二種情形中的任一種都表明通過食物網(wǎng)的可選擇能量流動(dòng)途徑的多寡度量了穩(wěn)定性。

接下來，MacArthur依據(jù)對生態(tài)現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)性觀察，直覺地賦予了群落穩(wěn)定性若干特性：1）穩(wěn)定性隨食物鏈結(jié)點(diǎn)（link）增加而增加，直覺上似乎是如果一個(gè)物種僅有一種捕食者和一種食物（餌料），其穩(wěn)定性應(yīng)該最小；2）如果每個(gè)物種的餌料物種數(shù)目一定，群落中物種數(shù)的增加將增加穩(wěn)定性；3）一定程度的穩(wěn)定性可通過大量的物種（每種的食物相當(dāng)局限）或通過少量的物種每種捕食許多其它物種來實(shí)現(xiàn)；4）對一個(gè)有m個(gè)物種的群落，但有m個(gè)營養(yǎng)級且每個(gè)物種捕食其下面的所有物種時(shí)，穩(wěn)定性將達(dá)到最大，如果一個(gè)物種捕食其它所有種類且這些種類全在一個(gè)營養(yǎng)級時(shí)，穩(wěn)定性將達(dá)到最小。因此，食譜變窄將降低穩(wěn)定性，但卻是效率所必須，二者都是在自然選擇壓力下生存所需要的特性，自然選擇可能使動(dòng)物在保證必要的穩(wěn)定性條件下使效率達(dá)到最大化。

最后，MacArthur用上述賦予的特性，試圖解釋北極和熱帶地區(qū)的群落穩(wěn)定性問題：1）在物種稀少的北極地區(qū)，很難或不可能獲得穩(wěn)定的食物供給，獵食者不得不捕食廣泛的食物種類，也能期待見到許多營養(yǎng)級（相對于物種數(shù)而言），即便如此，也難以保證穩(wěn)定性，因此在北極地區(qū)，種群容易劇烈波動(dòng)；2）而在物種豐富的熱帶地區(qū)，即便是十分狹窄的食譜也能獲得所需的穩(wěn)定性，物種能沿著特定的線路特化，營養(yǎng)級可能相對較少（相對于物種數(shù)而言）。

MacArthur的觀點(diǎn)雖被廣泛引用，但是無論是關(guān)于種群還是群落穩(wěn)定性，都無法進(jìn)行定量的度量，主要局限于為人們提供對種群和群落穩(wěn)定性進(jìn)行精神思辨的食糧。

定義：電力系統(tǒng)受到小擾動(dòng)后，不發(fā)生非周期性的失步，能自動(dòng)恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)的能力。屬小擾動(dòng)功角穩(wěn)定性的一種類型。