電力系統(tǒng)控制與穩(wěn)定

第一部分 引言

第1章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

1.1 引言

1.2 可靠電力服務(wù)的要求

1.3 問(wèn)題的陳述

1.4 沖擊對(duì)系統(tǒng)元件的影響

1.5 仿真方法

習(xí)題

第2章 基本數(shù)學(xué)模型

2.1 搖擺方程

2.2 單位制

2.3 機(jī)械轉(zhuǎn)矩

2.4 電磁轉(zhuǎn)矩

2.5 同步發(fā)電機(jī)的功角曲線

2.6 同步發(fā)電機(jī)振蕩的固有頻率

2.7 單機(jī)與無(wú)窮大母線連接的系統(tǒng)——經(jīng)典模型

2.8 等面積準(zhǔn)則

2.9 多機(jī)系統(tǒng)的經(jīng)典模型

2.10 一個(gè)九母線系統(tǒng)的經(jīng)典穩(wěn)定性研究

.2.11 經(jīng)典模型的不足

2.12 單機(jī)的框圖

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

第3章 小擾動(dòng)引起的系統(tǒng)響應(yīng)

3.1 引言

3.2 所研究問(wèn)題的類型

3.3 無(wú)調(diào)節(jié)的同步發(fā)電機(jī)

3.4 無(wú)調(diào)節(jié)多機(jī)系統(tǒng)的振蕩方式

3.5 有調(diào)節(jié)的同步發(fā)電機(jī)

3.6 沖擊功率的分布

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

第二部分 電磁轉(zhuǎn)矩

第4章 同步發(fā)電機(jī)

4.1 引言

4.2 park變換

4.3 磁鏈方程

4.4 電壓方程

4.5 狀態(tài)空間方程的形式

4.6 電流公式

4.7 標(biāo)幺值變換

4.8 電壓方程的規(guī)格化

4.9 矩陣方程的規(guī)格化

4.10 轉(zhuǎn)矩和功率

4.11 同步發(fā)電機(jī)的等效回路

4.12 磁鏈的狀態(tài)空間模型

4.13 負(fù)荷方程

4.14 次暫態(tài)電感、暫態(tài)電感和時(shí)間常數(shù)

4.15 同步發(fā)電機(jī)的簡(jiǎn)化模型

4.16 汽輪發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)模型

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

第5章 同步發(fā)電機(jī)的模擬

5.1 引言

5.2 穩(wěn)態(tài)方程和相量圖

5.3 經(jīng)過(guò)一條傳輸線連接至無(wú)窮大母線的發(fā)電機(jī)

5.4 在機(jī)端接有局部負(fù)荷的連接至無(wú)窮大母線上的發(fā)電機(jī)

5.5 確定穩(wěn)態(tài)條件

5.6 例題

5.7 多機(jī)系統(tǒng)的初始條件

5.8 用制造商的數(shù)據(jù)來(lái)確定發(fā)電機(jī)的參數(shù)

5.9 同步發(fā)電機(jī)的模擬計(jì)算機(jī)仿真

5.10 同步發(fā)電機(jī)的數(shù)字仿真

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

第6章 同步發(fā)電機(jī)的線性模型

6.1 引言

6.2 發(fā)電機(jī)狀態(tài)空間電流模型的線性化

6.3 單機(jī)問(wèn)題的負(fù)荷方程的線性化

6.4 磁鏈模型的系統(tǒng)化

6.5 簡(jiǎn)化的線性模型

6.6 框圖

6.7 簡(jiǎn)化模型的狀態(tài)空間表示

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

第7章 勵(lì)磁系統(tǒng)

7.1 勵(lì)磁控制概述

7.2 控制的結(jié)構(gòu)

7.3 典型的勵(lì)磁結(jié)構(gòu)

7.4 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的定義

7.5 電壓調(diào)節(jié)器

7.6 勵(lì)磁機(jī)電壓的建起

7.7 勵(lì)磁系統(tǒng)響應(yīng)

7.8 勵(lì)磁系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述

7.9 勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)描述

7.10 典型的系統(tǒng)常數(shù)

7.11 勵(lì)磁對(duì)發(fā)電機(jī)性能的影響

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

第8章 勵(lì)磁對(duì)穩(wěn)定的影響

8.1 引言

8.2 勵(lì)磁對(duì)發(fā)電機(jī)功率極限的影響

8.3 勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響

8.4 勵(lì)磁對(duì)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的影響

8.5 有調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)連接至無(wú)窮大母線的根軌跡分析

8.6 近似的系統(tǒng)描述

8.7 輔助穩(wěn)定信號(hào)

8.8 穩(wěn)定的發(fā)電機(jī)的線性分析

8.9 模擬計(jì)算機(jī)研究

8.10 數(shù)字計(jì)算機(jī)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的研究

8.11 勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定性影響的一般性評(píng)述

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

第9章 具有恒定阻抗負(fù)荷的多機(jī)系統(tǒng)

9.1 引言

9.2 問(wèn)題的闡述

9.3 無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的矩陣表示法

9.4 將發(fā)電機(jī)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到系統(tǒng)參考系

9.5 發(fā)電機(jī)的電流和電壓之間的關(guān)系

9.6 系統(tǒng)的階數(shù)

9.7 經(jīng)典模型表示的發(fā)電機(jī)

9.8 網(wǎng)絡(luò)的線性化模型

9.9 混合公式

9.10 具有磁鏈模型的網(wǎng)絡(luò)方程

9.11 完整的系統(tǒng)方程

9.12 多機(jī)系統(tǒng)的研究

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

第三部分 機(jī)械轉(zhuǎn)矩電力系統(tǒng)控制與穩(wěn)定性

第10章 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

10.1 飛球調(diào)速器

10.2 同步調(diào)速器

10.3 渦輪機(jī)的增量方程

10.4 降速調(diào)速器

10.5 浮動(dòng)杠桿降速調(diào)速器

10.6 補(bǔ)償型調(diào)速器

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

第11章 汽輪原動(dòng)機(jī)

11.1 引言

11.2 電廠控制方式

11.3 熱力發(fā)電

11.4 蒸汽動(dòng)力發(fā)電廠模型

11.5 汽輪機(jī)

11.6 汽輪機(jī)的控制運(yùn)行

11.7 汽輪機(jī)控制功能

11.8 蒸汽發(fā)生器控制

11.9 礦物燃料鍋爐

11.10 核能蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

第12章 水輪原動(dòng)機(jī)

12.1 引言

12.2 沖擊式渦輪機(jī)

12.3 反作用式渦輪機(jī)

12.4 螺旋槳式渦輪機(jī)

12.5 deriaz式渦輪機(jī)

12.6 導(dǎo)水管、浪涌槽和引水管

12.7 水力系統(tǒng)方程

12.8 水力系統(tǒng)傳遞函數(shù)

12.9 簡(jiǎn)化假設(shè)

12.10 水力系統(tǒng)框圖

12.11 泵送存儲(chǔ)水力系統(tǒng)

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

第13章 燃?xì)廨啓C(jī)和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠

13.1 引言

13.2 燃?xì)廨啓C(jī)原動(dòng)機(jī)

13.3 聯(lián)合循環(huán)原動(dòng)機(jī)

習(xí)題

參考文獻(xiàn)

附錄a 三相系統(tǒng)的三角恒等式

附錄b 解微分方程的某些計(jì)算機(jī)方法

附錄c 規(guī)格化

附錄d 典型的系統(tǒng)數(shù)據(jù)

附錄e 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的定義

附錄f 控制系統(tǒng)元件

附錄g 壓力控制系統(tǒng)

附錄h 調(diào)速器方程

附錄i 導(dǎo)水管的波方程

附錄j 液壓伺服電動(dòng)機(jī)

索引2100433B

《電氣工程、自動(dòng)化專業(yè)規(guī)劃教材:電力系統(tǒng)控制與穩(wěn)定(第2版)》由三部分組成。第一部分首先討論電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義和要求；然后給出發(fā)電機(jī)元件的各種經(jīng)典模型；最后介紹電力系統(tǒng)對(duì)小擾動(dòng)的響應(yīng)。第二部分以電磁轉(zhuǎn)矩為核心，首先針對(duì)發(fā)電機(jī)模型的狀態(tài)空間表達(dá)式，介紹派克變換、標(biāo)幺值、等效電路、各個(gè)時(shí)間常數(shù)及更一般的發(fā)電機(jī)模型。然后，分別從模擬計(jì)算機(jī)和數(shù)字計(jì)算機(jī)的角度闡述單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)和多機(jī)系統(tǒng)的仿真方法；接下來(lái)，討論同步發(fā)電機(jī)模型的線性化問(wèn)題，詳細(xì)介紹勵(lì)磁系統(tǒng)并討論勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；最后深入探討帶恒定阻抗負(fù)荷的多機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)學(xué)關(guān)系。第三部分以電力系統(tǒng)穩(wěn)定性為目的來(lái)討論機(jī)械轉(zhuǎn)矩，首先概述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)特性和方式，然后分別詳細(xì)介紹汽輪機(jī)、水輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)及聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和調(diào)節(jié)特性。為讀者進(jìn)一步深入地理解《電氣工程、自動(dòng)化專業(yè)規(guī)劃教材:電力系統(tǒng)控制與穩(wěn)定(第2版)》所討論的有關(guān)問(wèn)題，作者配有近百頁(yè)的附錄。

這是一本在電力系統(tǒng)控制與穩(wěn)定性領(lǐng)域享譽(yù)國(guó)際的經(jīng)典專著。本書由三部分組成。第一部分首先討論電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義和要求；然后給出發(fā)電機(jī)元件的各種經(jīng)典模型；最后介紹電力系統(tǒng)對(duì)小擾動(dòng)的響應(yīng)。第二部分以電磁轉(zhuǎn)矩為核心，首先針對(duì)發(fā)電機(jī)模型的狀態(tài)空間表達(dá)式，介紹派克變換、標(biāo)幺值、等效電路、各個(gè)時(shí)間常數(shù)及更一般的發(fā)電機(jī)模型。然后，分別從模擬計(jì)算機(jī)和數(shù)字計(jì)算機(jī)的角度闡述單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)和多機(jī)系統(tǒng)的仿真方法；接下來(lái)，討論同步發(fā)電機(jī)模型的線性化問(wèn)題，詳細(xì)介紹勵(lì)磁系統(tǒng)并討論勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響；最后深入探討帶恒定阻抗負(fù)荷的多機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)學(xué)關(guān)系。第三部分以電力系統(tǒng)穩(wěn)定性為目的來(lái)討論機(jī)械轉(zhuǎn)矩，首先概述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)特性和方式，然后分別詳細(xì)介紹汽輪機(jī)、水輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)及聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和調(diào)節(jié)特性。為讀者進(jìn)一步深入地理解本書所討論的有關(guān)問(wèn)題，作者配有近百頁(yè)的附錄。

《普通高等教育"十二五"規(guī)劃教材·電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè):電力系統(tǒng)控制與調(diào)度自動(dòng)化(第2版)》共9章，主要內(nèi)容包括電力系統(tǒng)控制及其自動(dòng)化概論、SCADA/EMS系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信與通信規(guī)約、電力系統(tǒng)頻率控制、電力系統(tǒng)電壓控制、電力系統(tǒng)安全控制、電力系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用控制、電力自動(dòng) 化系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用軟件、配電自動(dòng)化技術(shù)。

2100433B

第一部分 引言

第1章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性 2

1.1 引言 2

1.2 可靠電力服務(wù)的要求 2

1.3 問(wèn)題的陳述 3

1.4 沖擊對(duì)系統(tǒng)元件的影響 5

1.5 仿真方法 6

習(xí)題 8

第2章 基本數(shù)學(xué)模型 9

2.1 搖擺方程 9

2.2 單位制 10

2.3 機(jī)械轉(zhuǎn)矩 12

2.4 電磁轉(zhuǎn)矩 14

2.5 同步發(fā)電機(jī)的功角曲線 15

2.6 同步發(fā)電機(jī)振蕩的固有頻率 17

2.7 單機(jī)與無(wú)窮大母線連接的系統(tǒng)——

經(jīng)典模型 18

2.8 等面積準(zhǔn)則 22

2.9 多機(jī)系統(tǒng)的經(jīng)典模型 24

2.10 一個(gè)九母線系統(tǒng)的經(jīng)典穩(wěn)定性研究 26

2.11 經(jīng)典模型的不足 32

2.12 單機(jī)的框圖 33

習(xí)題 34

參考文獻(xiàn) 36

第3章 小擾動(dòng)引起的系統(tǒng)響應(yīng) 37

3.1 引言 37

3.2 所研究問(wèn)題的類型 37

3.3 無(wú)調(diào)節(jié)的同步發(fā)電機(jī) 38

3.4 無(wú)調(diào)節(jié)多機(jī)系統(tǒng)的振蕩方式 41

3.5 有調(diào)節(jié)的同步發(fā)電機(jī) 46

3.6 沖擊功率的分布 49

習(xí)題 57

參考文獻(xiàn) 58

第二部分 電磁轉(zhuǎn)矩

第4章 同步發(fā)電機(jī) 60

4.1 引言 60

4.2 Park變換 60

4.3 磁鏈方程 61

4.4 電壓方程 64

4.5 狀態(tài)空間方程的形式 66

4.6 電流公式 66

4.7 標(biāo)幺值變換 67

4.8 電壓方程的規(guī)格化 72

4.9 矩陣方程的規(guī)格化 75

4.10 轉(zhuǎn)矩和功率 77

4.11 同步發(fā)電機(jī)的等效回路 79

4.12 磁鏈的狀態(tài)空間模型 80

4.13 負(fù)荷方程 84

4.14 次暫態(tài)電感、暫態(tài)電感和時(shí)間常數(shù) 90

4.15 同步發(fā)電機(jī)的簡(jiǎn)化模型 94

4.16 汽輪發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)模型 107

習(xí)題 109

參考文獻(xiàn) 111

第5章 同步發(fā)電機(jī)的模擬 113

5.1 引言 113

5.2 穩(wěn)態(tài)方程和相量圖 113

5.3 經(jīng)過(guò)一條傳輸線連接至無(wú)窮大母線

的發(fā)電機(jī) 115

5.4 在機(jī)端接有局部負(fù)荷的連接至無(wú)窮大母線

上的發(fā)電機(jī) 116

5.5 確定穩(wěn)態(tài)條件 118

5.6 例題 120

5.7 多機(jī)系統(tǒng)的初始條件 125

5.8 用制造商的數(shù)據(jù)來(lái)確定發(fā)電機(jī)的參數(shù) 126

5.9 同步發(fā)電機(jī)的模擬計(jì)算機(jī)仿真 129

5.10 同步發(fā)電機(jī)的數(shù)字仿真 139

習(xí)題 159

參考文獻(xiàn) 160

第6章 同步發(fā)電機(jī)的線性模型 161

6.1 引言 161

6.2 發(fā)電機(jī)狀態(tài)空間電流模型的線性化 161

6.3 單機(jī)問(wèn)題的負(fù)荷方程的線性化 164

6.4 磁鏈模型的系統(tǒng)化 167

6.5 簡(jiǎn)化的線性模型 171

6.6 框圖 178

6.7 簡(jiǎn)化模型的狀態(tài)空間表示 179

習(xí)題 179

參考文獻(xiàn) 180

第7章 勵(lì)磁系統(tǒng) 181

7.1 勵(lì)磁控制概述 181

7.2 控制的結(jié)構(gòu) 182

7.3 典型的勵(lì)磁結(jié)構(gòu) 183

7.4 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的定義 189

7.5 電壓調(diào)節(jié)器 194

7.6 勵(lì)磁機(jī)電壓的建起 197

7.7 勵(lì)磁系統(tǒng)響應(yīng) 205

7.8 勵(lì)磁系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述 218

7.9 勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)描述 224

7.10 典型的系統(tǒng)常數(shù) 230

7.11 勵(lì)磁對(duì)發(fā)電機(jī)性能的影響 233

習(xí)題 234

參考文獻(xiàn) 235

第8章 勵(lì)磁對(duì)穩(wěn)定的影響 238

8.1 引言 238

8.2 勵(lì)磁對(duì)發(fā)電機(jī)功率極限的影響 239

8.3 勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響 242

8.4 勵(lì)磁對(duì)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的影響 246

8.5 有調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)連接至無(wú)窮大母線

的根軌跡分析 250

8.6 近似的系統(tǒng)描述 255

8.7 輔助穩(wěn)定信號(hào) 259

8.8 穩(wěn)定的發(fā)電機(jī)的線性分析 263

8.9 模擬計(jì)算機(jī)研究 265

8.10 數(shù)字計(jì)算機(jī)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的研究 269

8.11 勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定性影響的一般性評(píng)述 277

習(xí)題 279

參考文獻(xiàn) 280

第9章 具有恒定阻抗負(fù)荷的多機(jī)系統(tǒng) 282

9.1 引言 282

9.2 問(wèn)題的闡述 282

9.3 無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的矩陣表示法 283

9.4 將發(fā)電機(jī)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到系統(tǒng)參考系 286

9.5 發(fā)電機(jī)的電流和電壓之間的關(guān)系 286

9.6 系統(tǒng)的階數(shù) 289

9.7 經(jīng)典模型表示的發(fā)電機(jī) 289

9.8 網(wǎng)絡(luò)的線性化模型 292

9.9 混合公式 295

9.10 具有磁鏈模型的網(wǎng)絡(luò)方程 297

9.11 完整的系統(tǒng)方程 298

9.12 多機(jī)系統(tǒng)的研究 299

習(xí)題 304

參考文獻(xiàn) 304

第三部分 機(jī)械轉(zhuǎn)矩電力系統(tǒng)控制與穩(wěn)定性

第10章 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 306

10.1 飛球調(diào)速器 308

10.2 同步調(diào)速器 311

10.3 渦輪機(jī)的增量方程 312

10.4 降速調(diào)速器 315

10.5 浮動(dòng)杠桿降速調(diào)速器 319

10.6 補(bǔ)償型調(diào)速器 320

習(xí)題 325

參考文獻(xiàn) 326

第11章 汽輪原動(dòng)機(jī) 327

11.1 引言 327

11.2 電廠控制方式 328

11.3 熱力發(fā)電 330

11.4 蒸汽動(dòng)力發(fā)電廠模型 332

11.5 汽輪機(jī) 333

11.6 汽輪機(jī)的控制運(yùn)行 338

11.7 汽輪機(jī)控制功能 339

11.8 蒸汽發(fā)生器控制 349

11.9 礦物燃料鍋爐 350

11.10 核能蒸汽供應(yīng)系統(tǒng) 361

習(xí)題 363

參考文獻(xiàn) 364

第12章 水輪原動(dòng)機(jī) 366

12.1 引言 366

12.2 沖擊式渦輪機(jī) 366

12.3 反作用式渦輪機(jī) 368

12.4 螺旋槳式渦輪機(jī) 369

12.5 Deriaz式渦輪機(jī) 370

12.6 導(dǎo)水管、浪涌槽和引水管 370

12.7 水力系統(tǒng)方程 375

12.8 水力系統(tǒng)傳遞函數(shù) 379

12.9 簡(jiǎn)化假設(shè) 382

12.10 水力系統(tǒng)框圖 384

12.11 泵送存儲(chǔ)水力系統(tǒng) 384

習(xí)題 385

參考文獻(xiàn) 386

第13章 燃?xì)廨啓C(jī)和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠 387

13.1 引言 387

13.2 燃?xì)廨啓C(jī)原動(dòng)機(jī) 387

13.3 聯(lián)合循環(huán)原動(dòng)機(jī) 390

習(xí)題 396

參考文獻(xiàn) 397

附錄A 三相系統(tǒng)的三角恒等式 398

附錄B 解微分方程的某些計(jì)算機(jī)方法 399

附錄C 規(guī)格化 409

附錄D 典型的系統(tǒng)數(shù)據(jù) 416

附錄E 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的定義 439

附錄F 控制系統(tǒng)元件 445

附錄G 壓力控制系統(tǒng) 459

附錄H 調(diào)速器方程 464

附錄I 導(dǎo)水管的波方程 471

附錄J 液壓伺服電動(dòng)機(jī) 478

索引 4862100433B