動態(tài)電力系統(tǒng)的理論和分析

全書內(nèi)容分上下兩篇。上篇介紹電力系統(tǒng)動態(tài)分析中常用元件的數(shù)學(xué)模型，涉及到同步機、勵磁系統(tǒng)、原動機與調(diào)速系統(tǒng)、負荷、網(wǎng)絡(luò)、直流輸電系統(tǒng)、靜止無功補償器等；下篇重點闡述動態(tài)電力系統(tǒng)的基本理論和分析方法。

本書力求突出問題的物理本質(zhì)和規(guī)律，對于各種分析方法的介紹思路清楚、簡明扼要，便于自學(xué)。本書可以作為電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的研究生教材，也可供本專業(yè)高年級學(xué)生以及電力系統(tǒng)科研人員和工程技術(shù)人員參考。

前言Ⅴ上篇電力系統(tǒng)元件數(shù)學(xué)模型1同步電機數(shù)學(xué)模型1

1.1abc坐標下的有名值方程1

1.1.1理想電機1

1.1.2電壓方程3

1.1.3磁鏈方程3

1.1.4功率、力矩及轉(zhuǎn)子運動方程6

1.1.5小結(jié)8

1.2派克變換8

1.2.1經(jīng)典派克變換8

1.2.2正交派克變換14

1.3dq0坐標下的有名值方程15

1.3.1電壓方程15

1.3.2磁鏈方程16

1.3.3功率、力矩及轉(zhuǎn)子運動方程18

1.3.4小結(jié)19

1.4同步電機標幺制20

1.4.1引言20

1.4.2各繞組的基值21

1.4.3確保標幺值互感可逆的約束(第一約束)22

1.4.4保留傳統(tǒng)的標幺電機參數(shù)的約束(第二約束)25

1.4.5標幺值計算實例27

1.5dq0坐標下的標幺值方程29

1.5.1電壓方程29

1.5.2磁鏈方程30

1.5.3功率、力矩及轉(zhuǎn)子運動方程33

1.5.4算例37

1.6d軸和q軸等值電路、運算電抗及實用參數(shù)39

1.6.1q軸等值電路、運算電抗及實用參數(shù)39

1.6.2d軸等值電路、運算電抗及實用參數(shù)41

1.7同步電機實用模型45

1.7.1引言45

1.7.2三階實用模型46

1.7.3五階實用模型52

1.7.4二階模型56

1.8小結(jié)592勵磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型61

2.1引言61

2.2直流勵磁機數(shù)學(xué)模型62

2.2.1勵磁機基本方程63

2.2.2勵磁機有名值傳遞函數(shù)導(dǎo)出64

2.2.3標幺值傳遞函數(shù)導(dǎo)出65

2.3交流勵磁機數(shù)學(xué)模型67

2.4典型勵磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型69

2.5小結(jié)713原動機及調(diào)速器數(shù)學(xué)模型72

3.1引言72

3.2原動機數(shù)學(xué)模型72

3.2.1汽輪機數(shù)學(xué)模型72

3.2.2水輪機數(shù)學(xué)模型74

3.3典型調(diào)速器數(shù)學(xué)模型76

3.3.1水輪機調(diào)速器數(shù)學(xué)模型76

3.3.2汽輪機調(diào)速器數(shù)學(xué)模型78

3.4小結(jié)804負荷數(shù)學(xué)模型81

4.1引言81

4.2負荷靜態(tài)模型81

4.3負荷動態(tài)模型83

4.3.1考慮到感應(yīng)電動機機械暫態(tài)過程的負荷動態(tài)模型83

4.3.2考慮到感應(yīng)電動機機電暫態(tài)過程的負荷動態(tài)模型85

4.3.3考慮到感應(yīng)電動機電磁暫態(tài)過程的負荷動態(tài)模型87

4.4小結(jié)895網(wǎng)絡(luò)元件數(shù)學(xué)模型90

5.1引言90

5.2輸電線路準穩(wěn)態(tài)模型90

5.2.1abc相坐標準穩(wěn)態(tài)模型90

5.2.2012對稱分量準穩(wěn)態(tài)模型92

5.2.3xy同步坐標實數(shù)域的準穩(wěn)態(tài)模型94

5.3輸電線路電磁暫態(tài)模型94

5.3.1abc相坐標電磁暫態(tài)模型95

5.3.2dq旋轉(zhuǎn)坐標電磁暫態(tài)模型95

5.3.3xy同步坐標電磁暫態(tài)模型97

5.4變壓器準穩(wěn)態(tài)模型97

5.5變壓器電磁暫態(tài)模型100

5.5.1abc相坐標電磁暫態(tài)模型101

5.5.2xy同步坐標電磁暫態(tài)模型101

5.5.3變壓器接線對電磁暫態(tài)模型的影響103

5.6小結(jié)1056直流輸電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型106

6.1引言106

6.2整流器的工作原理及數(shù)學(xué)模型107

6.3逆變器的工作原理及數(shù)學(xué)模型110

6.4雙端直流輸電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型112

6.5直流系統(tǒng)的基本調(diào)節(jié)方式115

6.6小結(jié)1177靜止無功補償器數(shù)學(xué)模型118

7.1引言118

7.2TCR的工作原理和數(shù)學(xué)模型119

7.3靜止無功電源SVG的工作原理和數(shù)學(xué)模型121

7.3.1SVG的工作原理與電流電壓波形121

7.3.2SVG的準穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型126

7.4小結(jié)131下篇動態(tài)電力系統(tǒng)理論與分析8時域仿真法暫態(tài)穩(wěn)定分析135

8.1引言135

8.2簡化模型時域仿真法暫態(tài)穩(wěn)定分析136

8.3發(fā)電機節(jié)點的處理和機網(wǎng)接口計算140

8.3.1考慮凸極效應(yīng)的直接解法141

8.3.2考慮凸極效應(yīng)的迭代解法143

8.4負荷節(jié)點處理145

8.5常微分方程的數(shù)值解法147

8.5.1基本概念147

8.5.2改進歐拉法152

8.5.3隱式梯形積分法154

8.6網(wǎng)絡(luò)操作與故障處理156

8.7基于改進歐拉法和迭代解法的暫態(tài)穩(wěn)定分析162

8.8基于隱式梯形積分法的暫態(tài)穩(wěn)定分析166

8.8.1發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程168

8.8.2發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組暫態(tài)方程169

8.8.3發(fā)電機定子繞組電壓方程169

8.8.4原動機和調(diào)速器微分方程170

8.8.5勵磁系統(tǒng)微分方程173

8.8.6動態(tài)負荷基本方程174

8.9時域仿真法暫態(tài)穩(wěn)定分析的研究動向178

8.10小結(jié)1809電力系統(tǒng)暫態(tài)能量函數(shù)法暫態(tài)穩(wěn)定分析181

9.1引言181

9.2單機無窮大系統(tǒng)的直接法暫態(tài)穩(wěn)定分析182

9.3多機系統(tǒng)直接法暫態(tài)穩(wěn)定分析的數(shù)學(xué)模型185

9.3.1同步坐標下的暫態(tài)能量函數(shù)和臨界能量185

9.3.2慣量中心(COI)坐標下的暫態(tài)能量函數(shù)和臨界能量188

9.4相關(guān)不穩(wěn)定平衡點法(RUEP)暫態(tài)穩(wěn)定分析191

9.5勢能邊界面法(PEBS)暫態(tài)穩(wěn)定分析194

9.6擴展等面積法(EEAC)暫態(tài)穩(wěn)定分析199

9.7綜合法直接暫態(tài)穩(wěn)定分析204

9.8李雅普諾夫直接法及李雅普諾夫函數(shù)208

9.9結(jié)構(gòu)保留模型的直接暫態(tài)穩(wěn)定分析210

9.10直接法的研究動向214

9.11小結(jié)21510電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定分析的基本概念與方法216

10.1引言216

10.2單機無窮大系統(tǒng)的功角靜態(tài)穩(wěn)定216

10.3單負荷無窮大系統(tǒng)的電壓靜態(tài)穩(wěn)定221

10.4復(fù)雜系統(tǒng)靜穩(wěn)功率極限的實用計算法225

10.5復(fù)雜系統(tǒng)臨界電壓的實用計算法226

10.6多機系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析228

10.6.1多機系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定分析數(shù)學(xué)模型229

10.6.2多機系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定分析232

10.7小結(jié)23411電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定分析的基本概念與方法235

11.1引言235

11.2單機無窮大系統(tǒng)的線性化模型235

11.3多機系統(tǒng)的線性化模型239

11.4多機系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定分析的特征分析法252

11.4.1特征根和特征向量的物理意義和數(shù)學(xué)性質(zhì)253

11.4.2特征根與狀態(tài)變量的相關(guān)性--相關(guān)因子256

11.4.3特征根和機電回路的相關(guān)比256

11.4.4特征根對參數(shù)變化的靈敏度257

11.4.5多機系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定分析的步驟258

11.5小結(jié)25912電力系統(tǒng)低頻振蕩260

12.1引言260

12.2單機無窮大系統(tǒng)的低頻振蕩260

12.2.1發(fā)電機采用經(jīng)典二階模型時系統(tǒng)的低頻振蕩260

12.2.2發(fā)電機采用三階實用模型、計及勵磁系統(tǒng)動態(tài)時系統(tǒng)的低頻振蕩262

12.3多機系統(tǒng)低頻振蕩的數(shù)學(xué)模型及特征分析法266

12.3.1多機系統(tǒng)低頻振蕩特征根的特點266

12.3.2多機系統(tǒng)低頻振蕩的數(shù)學(xué)模型及特征分析法268

12.4低頻振蕩分析的選擇模式分析法270

12.4.1SMA法的基本原理270

12.4.2SMA法特征根和特征向量的計算272

12.4.3SMA法中相關(guān)因子、機電回路相關(guān)比及特征根靈敏度計算276

12.5低頻振蕩分析的自激法279

12.5.1自激法的原理279

12.5.2多機系統(tǒng)自激法分析的數(shù)學(xué)模型283

12.5.3自激法的主要優(yōu)缺點286

12.6低頻振蕩的對策及PSS設(shè)計簡介287

12.6.1單機無窮大系統(tǒng)的PSS設(shè)計287

12.6.2基于SMA法的PSS設(shè)計289

12.6.3基于自激法的PSS設(shè)計291

12.7小結(jié)29113電力系統(tǒng)的次同步振蕩及軸系扭振292

13.1引言292

13.2多質(zhì)塊彈性軸系293

13.2.1雙質(zhì)塊彈性軸系及扭振自然頻率293

13.2.2多質(zhì)塊軸系模型294

13.2.3多質(zhì)塊軸系模式的解耦295

13.3感應(yīng)發(fā)電機效應(yīng)298

13.4機電扭振互作用300

13.5暫態(tài)力矩放大作用303

13.6裝置引起的次同步振蕩304

13.7簡單系統(tǒng)中串補電容引起SSO的數(shù)學(xué)模型310

13.8多機系統(tǒng)SSO的線性化數(shù)學(xué)模型314

13.8.1狀態(tài)方程形式的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型314

13.8.2掃頻"para" label-module="para">

13.9SSO的分析方法簡介323

13.10抑制SSO的對策與SSO監(jiān)護簡介327

13.10.1抑制SSO的對策327

13.10.2SSO的監(jiān)護328

13.11小結(jié)32914電力系統(tǒng)動態(tài)等值330

14.1引言330

14.2同調(diào)等值法331

14.2.1同調(diào)機組判別331

14.2.2同調(diào)發(fā)電機母線的化簡335

14.2.3網(wǎng)絡(luò)化簡339

14.2.4同調(diào)發(fā)電機的動態(tài)聚合340

14.2.5同調(diào)等值法的計算步驟346

14.3模式等值法347

14.4估計等值法簡介348

14.5小結(jié)34915交直流輸電系統(tǒng)分析350

15.1交直流輸電系統(tǒng)潮流計算350

15.2交直流輸電系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析353

15.3小結(jié)356附錄Ⅰ同步電機定子各相繞組的自感及互感系數(shù)357

附錄Ⅱ同步電機電磁力矩計算公式359

附錄Ⅲ同步電機實用四階模型361

附錄Ⅳ同步電機實用六階模型364

附錄Ⅴ矩陣特征值的QR算法368

參考文獻389

書名:現(xiàn)代電力系統(tǒng)叢書--動態(tài)電力系統(tǒng)的理論和分析

出版社:清華大學(xué)出版社

定價:38

條形碼:9787302051428

ISBN:ISBN 7-302-05142-9

作者:倪以信 陳壽孫 張寶霖

印刷日期:2005-9-1

出版日期:2002-5-1

精裝平裝_開本_頁數(shù):平裝16開,396頁

電力系統(tǒng)概述和電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計算，電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（潮流計算），電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整和電壓調(diào)整，電力系統(tǒng)三相短路和不對稱故障的分析計算，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析等。為便于自學(xué)，書后附有部分習題答案和電力系統(tǒng)分析實際應(yīng)用實例（小型電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計）提綱。

《電力系統(tǒng)分析理論(第2版)》可作為高等院校電氣工程及其自動化專業(yè)本科生教材，也可供電力系統(tǒng)企事業(yè)單位和其他相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

本書系統(tǒng)地論述了非線性動態(tài)系統(tǒng)運動分析的初步理論、方法和技術(shù)。

電力系統(tǒng)動態(tài)模擬也稱電力系統(tǒng)物理模擬,是進行電力系統(tǒng)分析和研究的重要方法之一.電力系統(tǒng)的研究方法和其他領(lǐng)域一樣,主要采用理論分析和試驗研究

中文名稱

電力系統(tǒng)動態(tài)模擬

英文名稱

dynamic simulation of power system

定　　義

根據(jù)相似性原理，用小型物理系統(tǒng)模擬實際電力系統(tǒng)動態(tài)過程。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級學(xué)科），電力系統(tǒng)（二級學(xué)科）