本書主要介紹電力市場環(huán)境下電力系統(tǒng)的一些問題等。
出版說明
序
前言
CHAPTER 1 Introduction
CHAPTER 2 Fundamentals
CHAPTER 3 Power Transformers
CHAPTER 4 Transmission Parameters
CHAPTER 5 Transmission Lines:Steady-state Operation
CHAPTER 6 Power Flows
CHAPTER 7 Symmetrical Faults
CHAPTER 8 Symmetrical Compoments
CHAPTER 9 Unsymmetrical Faults
CHAPTER 10 System Protection
CHAPTER 11 Power System Controls
CHAPTER 12 Transmission Lines: Transient Operation
CHAPTER 13 Transient Stability
CHAPTER 14 Extended
Appendix2100433B
隨著我國逐漸增加的用電量帶動了整個電力系統(tǒng)的發(fā)展,同時,在整 個時代的發(fā)展潮流中新時代的發(fā)展要求中,電力企業(yè)中最重視的就應(yīng)該是節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用,所以降損作為非常關(guān)鍵的手段,對線損的管理非常重要,提高...
一、高壓直流輸電與交流輸電相比有以下優(yōu)點:(1) 輸送相同功率時,線路造價低:交流輸電架空線路通常采用3根導線,而直流只需1根(單極)或2根(雙極)導線。因此,直流輸電可節(jié)省大量輸電材料,同時也可減少...
本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。本書著重闡明電力系統(tǒng)繼電保護的基本原理、分析方法和應(yīng)用技術(shù)。第一章緒論。第二章闡述作為繼電保護硬件系統(tǒng)的幾種主要繼電器的作用原理、分析方法和整定原則。第三~...
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評分: 4.3
電力系統(tǒng)分析習題 - 1 - 1 電力系統(tǒng)的基本概念 1.1 思考題、習題 1)電力網(wǎng)、電力系統(tǒng)和動力系統(tǒng)的定義是什么? 2)對電力系統(tǒng)運行的基本要求是什么? 3)何為電力系統(tǒng)的中性點?其運行方式如何?它們有什么特點?我國電力系統(tǒng)中性點運行 情況如何? 4)中性點不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,各相對地電壓有什么變化?單相接地電 流的性質(zhì)如何?怎樣計算? 5)消弧線圈的工作原理是什么?補償方式有哪些?電力系統(tǒng)一般采用哪種補償方式?為什 么? 6)電力系統(tǒng)的額定電壓是如何確定的?系統(tǒng)各元件的額定電壓如何確定? 7)目前我國電力系統(tǒng)的額定電壓等級有哪些?額定電壓等級選擇確定原則有哪些? 8)電力系統(tǒng)的接線方式有哪些?各自的優(yōu)、缺點有哪些? 9)聯(lián)合電力系統(tǒng)的優(yōu)越性有哪些? 2 電力系統(tǒng)各元件的特性參數(shù)和等值電路 2.1 思考題、習題 2)發(fā)電機電抗百分值 XG%的含義是什么? 3)發(fā)
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評分: 4.6
[例 4-2] 某電力系統(tǒng)中,一半機組的容量已經(jīng)完全利用;占總?cè)萘?1/4 的火電 廠尚有 10%備用容量,其單位調(diào)節(jié)功率為 16.6 ;占總?cè)萘?1/4 的火電廠尚有 20%備用容量,其單位調(diào)節(jié)功率為 25;系統(tǒng)有功負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù) DK 1.5。試求:(1) 系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 (2) 負荷功率增加 5%時的穩(wěn)態(tài)頻率 f。 (3) 如頻率容許降低 0.2Hz,系統(tǒng)能夠承擔的負荷增量。 解 (1) 計算系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率 令系統(tǒng)中發(fā)電機的總額定容量等于 1,利用公式( 4-25)可算出全部發(fā) 電機組的等值單位調(diào)節(jié)功率 GK 0.5 0 0.25 16.6+ 0.25 25 10.4 系統(tǒng)負荷功率 DP 0.5 0.25 1-0.1 + 0.25 1-0.2 0.925 系統(tǒng)備用系數(shù) rk 1 / 0.925 1.081 于是 r G DK k K K 1.081 10.4+
在電力系統(tǒng)的歷史回顧和未來趨勢的展望的序言后,第二章幫助學生對之前的術(shù)語進行了一個簡要的回顧。本章回顧了相位的概念、功率、以及單相和三相電路。第3章到第5章研究了電力變壓器,包括獨立系統(tǒng)、傳輸線參數(shù)以及傳輸線的穩(wěn)態(tài)運行。第6章研究了潮流計算,包括牛頓-拉夫遜法、風力發(fā)電的潮流建模、經(jīng)濟調(diào)度以及優(yōu)化潮流。這幾章提供了對電力系統(tǒng)在三相平衡、穩(wěn)態(tài)和正常運行下的基本理解。第7章到第10章則介紹了在常規(guī)電力系統(tǒng)短路保護下的對稱故障、對稱參數(shù)、不對稱故障以及系統(tǒng)保護。第11章研究了暫態(tài)穩(wěn)定性,包括搖擺方程式、等面積法則、以及考慮風力發(fā)電系統(tǒng)的多機穩(wěn)定性。第12章介紹了電力系統(tǒng)控制,包括發(fā)電機電壓控制、渦輪調(diào)速機控制、以及載荷頻率控制。
《時代教育·國外高校優(yōu)秀教材精選·交通工程(基礎(chǔ))(英文版·原書第3版)》是美國英文原版教材,由Pearson Education公司2004年出版第3版。原版教材共27章,除第1章交通工程概述外分為4個部分:交通系統(tǒng)組成及其特性、交通研究及要點、高速公路和鄉(xiāng)村公路系統(tǒng)的應(yīng)用、城市道路系統(tǒng)應(yīng)用。考慮到中國的實際情況,我們將第1章及前兩部分作為基礎(chǔ)分冊,而后兩部分作為應(yīng)用分冊,兩分冊分別出版,而且征得原版作者和出版公司的同意,在部分章后補充了相應(yīng)的中國交通現(xiàn)狀及發(fā)展。交通工程學是典型的新興交叉學科,交通工程作為國家的“生命血液循環(huán)系統(tǒng)”涵蓋了廣泛的工程應(yīng)用領(lǐng)域。這兩個分冊均可作為高等學校交通類專業(yè)的教材,也可供從事交通運輸工程領(lǐng)域的研究人員及工程技術(shù)人員學習參考。
《時代教育·國外高校優(yōu)秀教材精選·交通工程(基礎(chǔ))(英文版·原書第3版)》為基礎(chǔ)分冊,內(nèi)容包括交通工程概述、道路使用者和車輛特性、道路及其幾何特性、交通控制裝置概述、交通流特性、智能運輸系統(tǒng)、統(tǒng)計在交通工程中的應(yīng)用、交通量研究及特性、速度和運行時間及延誤研究、交通事故研究和統(tǒng)計、停車特性及設(shè)施等。
Contents
Preface iii
ChAPTER 1 Introduction 1
Case Study: How the Free Market Rocked the Grid 2
1.1History of Electric Power Systems 10
1.2Present and Future Trends 17
1.3Electric Utility Industry Structure 20
1.4Computers in Power System Engineering 21
1.5PowerWorld Simulator 22
ChAPTER 2 Fundamentals 29
Case Study: Key Connections 30
2.1Phasors 38
2.2Instantaneous Power in Single-Phase AC Circuits 40
2.3Complex Power 45
2.4Network Equations 50
2.5Balanced Three-Phase Circuits 53
2.6Power in Balanced Three-Phase Circuits 61
2.7Advantages of Balanced Three-Phase versus Single-Phase Systems 66
ChAPTER 3 Power Transformers 69
Case Study: Power Transformers—Life Management and Extension 70
3.1The Ideal Transformer 77
3.2Equivalent Circuits for Practical Transformers 83
3.3 The Per-Unit System 89
ChAPTER 4
3.4Three-Phase Transformer Connections and Phase Shift 97
3.5Per-Unit Equivalent Circuits of Balanced Three-Phase Two-Winding Transformers 102
3.6Three-Winding Transformers 107
3.7Autotransformers 111
3.8Transformers with Off-Nominal Turns Ratios 113
Transmission Line Parameters 123
Case Study: Integrating North America’s Power Grid 124 Case Study: Grid Congestion - Unclogging the Arteries
of North America’s Power Grid 129
4.1Transmission Line Design Considerations 135
4.2Resistance 140
4.3Conductance 143
4.4Inductance: Solid Cylindrical Conductor 143
4.5Inductance: Single-Phase Two-Wire Line and Three-Phase Three-Wire Line with Equal Phase Spacing 148
4.6Inductance: Composite Conductors, Unequal Phase Spacing, Bundled Conductors 150
4.7Series Impedances: Three-Phase Line with Neutral Conductors and Earth Return 158
4.8Electric Field and Voltage: Solid Cylindrical Conductor 163
4.9Capacitance: Single-Phase Two-Wire Line and Three-Phase Three-Wire Line with Equal Phase Spacing 166
4.10Capacitance: Stranded Conductors, Unequal Phase Spacing, Bundled Conductors 168
4.11Shunt Admittances: Lines with Neutral Conductors and Earth Return 172
4.12Electric Field Strength at Conductor Surfaces and at Ground Level 177
4.13Parallel Circuit Three-Phase Lines 180
Contents
ChAPTER 5 Transmission Lines: Steady-State Operation 183
Case Study: The ABCs of HVDC Transmission Technologies: An Overview of High Voltage Direct Current Systems and Applications 184
5.1Medium and Short Line Approximations 204
5.2Transmission-Line Differential Equations 211
5.3Equivalent p Circuit 217
5.4Lossless Lines 220
5.5Maximum Power Flow 228
5.6Line Loadability 230
5.7Reactive Compensation Techniques 235
ChAPTER 6 Power Flows 241
Case Study: Finding Flexibility—Cycling the Conventional Fleet 242
6.1Direct Solutions to Linear Algebraic Equations: Gauss Elimination 262
6.2Iterative Solutions to Linear Algebraic Equations: Jacobi and Gauss-Seidel 266
6.3Iterative Solutions to Nonlinear Algebraic Equations: Newton-Raphson 272
6.4The Power Flow Problem 277
6.5Power Flow Solution by Gauss-Seidel 283
6.6Power Flow Solution by Newton-Raphson 285
6.7Control of Power Flow 295
6.8Sparsity Techniques 301
6.9Fast Decoupled Power Flow 304
6.10The “DC” Power Flow 304
6.11Power Flow Modeling of Wind Generation 306
6.12Economic Dispatch 308
6.13Optimal Power Flow 321
ChAPTER 7 Symmetrical Faults 325
Case Study: Short-Circuit Modeling of a Wind Power Plant 326
7.1Series R–L Circuit Transients 345
7.2Three-Phase Short Circuit—Unloaded Synchronous Machine 348
ChAPTER 8
ChAPTER 9
ChAPTER 10
7.3Power System Three-Phase Short Circuits 352
7.4Bus Impedance Matrix 355
7.5Circuit Breaker and Fuse Selection 365
Symmetrical Components 373
Case Study: Technological Progress in High-Voltage Gas-Insulated Substations 374
8.1Definition of Symmetrical Components 391
8.2Sequence Networks of Impedance Loads 397
8.3Sequence Networks of Series Impedances 404
8.4Sequence Networks of Three-Phase Lines 406
8.5Sequence Networks of Rotating Machines 408
8.6Per-Unit Sequence Models of Three-Phase Two-Winding Transformers 414
8.7Per-Unit Sequence Models of Three-Phase Three-Winding Transformers 420
8.8Power in Sequence Networks 422
Unsymmetrical Faults 425
Case Study: Innovative Medium Voltage Switchgear for Today’s Applications 426
9.1System Representation 433
9.2Single Line-to-Ground Fault 439
9.3Line-to-Line Fault 443
9.4Double Line-to-Ground Fault 446
9.5Sequence Bus Impedance Matrices 453
Transient Stability 463
Case Study: Down, but Not Out 465
10.1The Swing Equation 483
10.2Simplified Synchronous Machine Model and System Equivalents 489
10.3The Equal-Area Criterion 491
10.4Numerical Integration of the Swing Equation 501
10.5Multimachine Stability 505
10.6A Two-Axis Synchronous Machine Model 513
Contentsxiii
10.7Wind Turbine Machine Models 518
10.8Design Methods for Improving Transient Stability 524
ChAPTER 11 Power System Controls 527
Case Study: No Light in August: Power System Restoration Following the 2003 North American Blackout 530
11.1Generator-Voltage Control 545
11.2Turbine-Governor Control 549
11.3Load-Frequency Control 555
Appendix 561
目 錄
前言vi
第1章引言1
1.1
電力系統(tǒng)的歷史10
1.2
現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢17
1.3
電力工業(yè)的結(jié)構(gòu)20
1.4
計算機在電力系統(tǒng)工程中的應(yīng)用21
1.5
PowerWorld Simulator仿真軟件22
第2章基礎(chǔ)29
2.1
相量38
2.2
單相交流電路的瞬時功率40
2.3
復功率45
2.4
網(wǎng)絡(luò)方程50
2.5
三相平衡電路53
2.6
三相平衡電路的功率61
2.7
三相平衡電路與單相電路的比較優(yōu)勢66
第3章電力變壓器69
3.1
理想變壓器77
3.2
實際變壓器的等效電路83
3.3
標幺制89
3.4
三相變壓器的連接和移相器97
3.5
三相雙繞組變壓器的標幺值等效電路102
3.6
三繞組變壓器107
3.7
自耦變壓器111
3.8
非標準變比變壓器113
目 錄xv
第4章輸電線路參數(shù)123
4.1
輸電線路設(shè)計的考慮因素135
4.2
電阻140
4.3
電導143
4.4
電感:實心圓柱導體143
4.5
電感:單相兩線和三相三線等相間距148
4.6
電感:復合導體、不等相間距、分裂導線150
4.7
串聯(lián)阻抗:中性導體和接地回路的三相導線158
4.8
電場和電壓:實心圓柱導體163
4.9
電容:單相兩線和三相三線等相間距166
4.10
電容:絞線、不相等的相間距、分裂導線168
4.11
并聯(lián)導納:線與中性導體和接地回路172
4.12
導體表面和大地的電場強度177
4.13
雙回路三相線路180
第5章輸電線路:穩(wěn)態(tài)運行183
5.1
中等和短線路的等效模型204
5.2
輸電線路的微分方程211
5.3
π型等效電路217
5.4
無損線路220
5.5
最大潮流228
5.6
線路的負載能力230
5.7
無功補償技術(shù)235
第6章潮流241
6.1
對線性代數(shù)方程組的直接解決方法:高斯消元法262
6.2
線性代數(shù)方程組的迭代解法:雅可比和高斯-賽德爾迭代法266
6.3
非線性代數(shù)方程組的迭代解法:牛頓-拉夫遜法272
6.4
潮流問題277
6.5
高斯-賽德爾迭代法計算潮流283
6.6
牛頓-拉夫遜法計算潮流285
6.7
潮流控制295
6.8
稀疏技術(shù)301
6.9
快速分解法304
6.10
直流潮流304
6.11
風機潮流建模306
6.12
經(jīng)濟調(diào)度308
6.13
最優(yōu)潮流321
第7章對稱故障325
7.1
R-L串聯(lián)電路的暫態(tài)345
7.2
空載同步發(fā)電機三相短路348
7.3
電力系統(tǒng)三相短路352
7.4
節(jié)點阻抗矩陣355
7.5
斷路器和熔斷器的選擇365
第8章對稱分量373
8.1
對稱分量的定義391
8.2
阻抗負荷的序網(wǎng)絡(luò)397
8.3
串聯(lián)阻抗的序網(wǎng)絡(luò)404
8.4
三相線路的序網(wǎng)絡(luò)406
8.5
旋轉(zhuǎn)電機的序網(wǎng)絡(luò)408
8.6
三相雙繞組變壓器的標幺序網(wǎng)絡(luò)模型414
8.7
三相三繞組變壓器的標幺序網(wǎng)絡(luò)模型420
8.8
序網(wǎng)絡(luò)中的功率422
第9章不對稱故障425
9.1
電力系統(tǒng)的表示433
9.2
單相接地故障439
9.3
相間故障443
9.4
兩相接地故障446
9.5
節(jié)點序阻抗矩陣453
第10章暫態(tài)穩(wěn)定463
10.1
轉(zhuǎn)子運動方程483
10.2
同步電機的簡化模型和系統(tǒng)等效 489
10.3
等面積定則491
10.4
轉(zhuǎn)子運動方程的數(shù)值積分501
10.5
多機穩(wěn)定性505
10.6
雙軸同步電機模型513
10.7
風機模型518
10.8
提高暫態(tài)穩(wěn)定性的方法524
目 錄xvii
第11章電力系統(tǒng)控制527
11.1
發(fā)電機-電壓控制545
11.2
汽輪機-調(diào)速器控制549
11.3
負荷-頻率控制555
附錄5612100433B