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电子图书
| 电子图书名: |
Voltage stability of electric power systems |
| 编者: |
(比)卡森(Cutsem,T.V.),(希)武尔勒斯(Vournas,C.) |
| 所属专业方向: |
电压稳定 |
| 内容简介: |
本书是一本在电力系统稳定性领域中极负盛名的著作,专门阐述非线性系统理论方法在电压稳定性分析中的应用。第1章介绍电力系统电压不稳定性的基本概念;第2章至第4章分别从与电压稳定性相关的三个方面,即传输系统、发电机和负荷,描述它们的数学模型;第5章是本书的关键点,介绍后续章节需要用到的非线性系统分析的基本概念,特别是分岔理论、奇异摄动理论、快流形、慢流形和时间标度分解:第6章从整个电力系统的角度讨论与电压稳定性相关的模型;第7章专注于载荷能力、灵敏度和分岔分析;第8章阐述稳定性机制和抑制措施;第9章说明电压安全评估的标准和方法,同时,通过仿真,验证时间标度分解的有效性。
本书取材广泛,叙述清晰,论证严谨,文字简洁流畅,适合作为电力系统自动化专业的研究生教材,也适合作为与电力系统自动化相关领域的学者和工程师的参考书。 |
| 出版社: |
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| 来源: |
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目录
4 D& n$ }0 W$ G4 w5 E- Q" N第I部分 设备与现象
- Y3 n w$ x p第1章 简介( M# T0 T. d/ C1 B
1.1 为什么不是另一本书. B, W ~6 f6 n- h/ o
1.2 电压稳定性% D. U; R- m( M. y2 ]
1.3 电力系统稳定性的分类' g& p# v% W: R7 S2 R
1.4 本书的结构
& e w/ ]( U( _# E 1.5 符号9 Y- \5 C4 D# l5 Y' S
第2章 传输系统方面
) K) S, `2 G! ^. W2 g( l 2.1 单负荷无穷大母线系统3 ]4 L! e3 D" F1 _
2.2 最大可传输功率% s3 g' N3 u+ y& C1 D Y4 v3 {2 f
2.2.1 无约束最大功率
& J; A6 c3 U% y0 e' \# e! B 2.2.2 在一个给定负荷功率因数下的最大功率& f! w0 k* _5 U
2.2.3 从电力潮流方程推演的最大功率( U. e* y% z' A
2.3 功率—压关系
' k+ ]% [ g/ N' G) _6 g# ^3 C 2.4 发电机无功功率要求
% _" z3 x. k$ o6 X4 Z) e 2.5 对不稳定性机制的一个简单阐述% S. u- V) F- r) j/ U
2.5.1 与负荷PV特性相对的网络
1 f1 t$ V* W6 W( k4 z 2.5.2 不稳定性现象
3 ~+ R8 b# }; ^7 q$ d, { 2.6 补偿的影响
/ B6 p4 K+ w2 ]; Z2 ~+ z 2.6.1 线路串联补偿' ?8 B# t) {5 j' c8 u6 ^
2.6.2 并联补偿
8 J# s# s+ g5 W& l9 z# W 2.6.3 静止无功补偿器% K: b9 c. f1 A. J( a2 ?
2.7 VQ曲线
* C& O1 c. f* J% z& f3 u 2.8 可调节变压器分接头比例的影响
( ^, H5 T% d; h- \ 2.9 习题, p! Z2 b3 R) c/ h
第3章 发电方面5 ^1 v7 A3 L L( F/ H
3.1 同步发电机理论的回顾
; d) c( u: ?1 \5 w+ F+ S' Z 3.1.1 基本的建模假设, ^/ k$ B3 P6 M( d+ u
3.1.2 派克方程
0 I! |0 B5 R J N) b5 G9 Z: Q& o 3.1.3 运动动态
, E/ ~5 n, V- s2 t0 H 3.1.4 仅考虑励磁的简化建模
* i1 f* ^( i' r. `) o- w0 n 3.1.5 相量表示法
& A7 G8 g, b6 P# p( |5 Z5 T 3.1.6 同步参考轴1 H: w! n% k6 X. U
3.1.7 功率关系式, h( x6 q4 d3 J7 Y- s7 f
3.1.8 饱和的建模
7 a3 L" `0 u/ S; A 3.1.9 涉及饱和的稳态关系9 v7 W/ y, b: D- r ]; J* r' s
3.1.10 关于标幺值系统8 Y" @7 L3 _+ k, G/ G2 F! B
3.2 频率和电压控制器
6 E. @" c+ ^+ s 3.2.1 频率控制器概述
/ l2 R: A# V0 Y3 l9 p' [9 @" _ 3.2.2 自动电压调节器
- Q2 n; U1 b4 J2 W 3.2.3 二次电压控制( ~$ }6 T) J8 q, l Z1 F
3.3 影响电压稳定性的限制装置+ S# P$ M# t( \, S, C
3.3.1 过励磁限制器:描述
6 j/ G; b! C& t1 Z& d6 t 3.3.2 过励磁限制器:建模
/ O" m9 B9 |0 \ 3.3.3 电枢电流限制器
+ q( U o: d9 @0 v" F7 { 3.4 同步发电机的电压一无功特性
9 }) t+ g" F* M 3.4.1 在自动电压调节器控制下的发电机# q7 e6 O, F4 R' G7 z
3.4.2 在励磁电流限制下的发电机! k1 S: b- m/ t% b3 ^4 P" V P8 L. H
3.4.3 在电枢电流限制下的发电机
5 I4 k u7 e. O; r. P 3.4.4 讨论# t, h# l" K' }' B% J
3.5 容量曲线
' q% y5 @/ f- b; \ 3.5.1 简化情况:非饱和隐极机9 h4 s9 t( |8 c, J
3.5.2 通常情况:详细建模
. L4 C. @' g/ Y4 b. T# T 3.6 关于可传输功率的发电机限制影响# u# l @- P$ r' @ y' z
3.7 习题
; e0 M4 D4 Z( i4 w! P 第4章 负荷方面
" w/ b/ Y7 I, y( m 4.1 依赖于负荷的电压
' N: ^, }: P0 j! C# g 4.1.1 负荷特性
+ i% H6 L$ d; j. P$ w# c" P- u0 T 4.2 负荷恢复动态
5 Z7 e" i9 o, K4 P7 p 4.3 感应电动机
: z; i( G, z* \- \! s5 i3 F 4.3.1 感应电动机的重要性, G$ f( S! J. ~3 E# r5 `- Z
4.3.2 电动机建模
/ Q# g7 A1 M7 Q4 d2 h 4.3.3 受机械转矩影响的电动机行为$ N4 Z* I/ Z1 o2 C
4.3.4 单相感应电动机
# N; {5 b! E% ~7 @4 p$ _) D 4.4 有载分接头转换器3 L" a1 G. S Z0 Y) {/ F
4.4.1 描述
& k8 j* H2 i* M3 Q9 o( R3 F* K 4.4.2 有载分接头转换器的建模
+ x, [# q- ~, O4 U0 X 4.4.3 通过有载分接头转换器实现的负荷恢复
" Y( m% |/ G& s$ S' B$ X( | 4.4.4 多级电力系统的有载分接头转换器
: _% R0 x e3 }# g1 Y2 B& y6 [ 4.5 恒温负荷恢复. W5 ~8 S5 N" S5 Z% K
4.6 一般的综合负荷模型% ]7 b( z8 D, z& S
4.6.1 负荷综合6 U4 R5 d0 `2 i7 d6 O0 P, Z+ ]
4.6.2 自恢复负荷的通用模型8 a) ?4 ^( U) B: K5 X+ _
4.7 高压直流联络线路6 G4 O8 }( ?, ?2 S& R( Q; G
4.8 习题
: g& h$ @; L7 H; e第II部分 稳定性机制和分析方法3 Z, {8 B* ]4 S6 @
第5章 数学基础( r3 ]& j7 Z! C! B o3 q
5.1 微分方程(定性理论)
, H7 \/ N1 o* K+ c' Y% N0 ? 5.1.1 解的存在性和唯一性
" u$ F' i- N! r9 ?- I0 c$ l 5.1.2 平衡及其稳定性7 [7 @' G$ G6 c. e, \7 z* M
5.1.3 不变流形
9 j- u- r) O4 W6 R% u! t 5.1.4 极限环及其稳定性, L$ a6 H+ }1 y# J- Q. _2 x8 V
5.1.5 吸引域% r0 m& x4 ]" x W% ^& D
5.2 分岔$ T1 C& n0 c8 L0 G1 B R
5.2.1 什么是分岔. X2 b/ O& O$ n6 y: t( P
5.2.2 鞍结点分岔
8 }3 M" J8 S- V 5.2.3 霍普夫分岔, j. \+ P0 t$ Q0 |/ o2 I0 h P
5.3 微分一代数系统: c5 k, }# L- \/ J3 s# h, T
5.3.1 平衡点与稳定性1 d! y3 e, \! P' ~3 b
5.3.2 研究代数方程奇异性8 T6 ]0 P z) i0 s2 }
5.4 多时间标度' K+ }& E! E1 J* o
5.4.1 奇异摄动) B7 n7 B* o" u
5.4.2 慢流形
& Z& K7 R- S$ n# ` 5.4.3 慢动态和快动态* K! B8 A, K0 N9 A" r' }" T1 ?
5.4.4 例:分解的振荡器/ h& d7 R" S4 X/ C9 C3 V8 |
5.4.5 在二时间标度系统中的奇异点0 f1 J3 Z/ n- r$ y4 V
第6章 建模:系统观点' t# f2 R. m; E! v
6.1 一般动态模型的概述1 d1 w8 W) z" g! _& h8 }' y8 @
6.1.1 瞬时响应:网络
& v0 }7 Y" f5 i1 A" G$ y# @7 `$ T6 E 6.1.2 短期动态
* O/ B/ B, @: }! Y- R8 k 6.1.3 长期动态
% ?& w& }3 Q& m 6.2 网络建模
$ r2 ^! X. e% \3 a1 U6 e 6.2.1 向量形式的网络模型* @* i2 H7 A* p) ~
6.2.2 双端口建模% I8 D- [# I4 j# _
6.2.3 复电流公式
- F3 M# F) B% u6 O 6.2.4 实电流和虚电流公式
8 z- e: w9 e; s! K8 v6 P! K. A 6.2.5 有功电流和无功电流公式9 h6 T- C1 `7 H( j& U
6.3 一个详细的例子
6 U( |9 ]0 v3 X& \$ j/ B 6.3.1 全面描述
* d0 x/ ]# x1 q' c6 o& b 6.3.2 主要的建模假设
2 y5 i7 m- @7 C+ O- x 6.3.3 网络建模" E/ I$ d% j* u& X4 @0 j) W8 ]
6.3.4 发电机建模
: S% c! \7 U! z' h$ J8 t/ n 6.3.5 负荷建模# t- o9 G& |: a7 a
6.3.6 总结% z6 u' [1 J; |' O u1 t9 N- J
6.4 时间标度分解透视
* _) m3 [2 {6 k( m2 g 6.5 电压稳定性研究的平衡方程3 @2 `& D1 x7 W+ E4 \
6.5.1 短期动态平衡# \, x* C8 e" Y% p. @
6.5.2 长期动态平衡
# _( Q5 ~ J( D% L* t 6.5.3 将平衡方程约简到仅存网络方程& K4 h0 e# f, v, x- ?" \5 d- |: N
6.5.4 关于电力潮流方程的应用
! V0 A( W' s4 F# e; h" k% d8 w& F 6.6 详细的例子(续):平衡公式
9 @% q, S0 q3 S( |$ o+ g 6.6.1 网络方程
) ^. Y4 ^9 B+ }$ R' G3 M 6.6.2 发电机平衡方程
, l, |1 s. l9 x7 I2 X/ r) s 6.6.3 负荷平衡方程% J7 G$ D- R6 Q5 \- J" w0 Q
6.7 数据处理问题2 c; S$ [: J2 {% \# d, `! L9 t
第7章 载荷能力、灵敏度和分岔分析
9 t& C2 H) ?- A1 \/ |) x! P& I! l, x 7.1 载荷能力限制
8 F# L3 Y, {2 q7 r& l! K) G 7.1.1 负荷特性的影响
* v* d- g3 M4 _( V* v: |2 E$ E! J0 A 7.1.2 载荷能力限制的特性! l0 ?; f y& S0 L9 H; P
7.1.3 关于两母线系统的例证7 Q2 L/ O$ L) }; ~% U. S
7.2 灵敏度分析
7 I8 @' ?8 U P4 }4 `8 v 7.2.1 灵敏度的推导) S0 m \: R, x1 j, G
7.2.2 关于两母线系统的例证4 t! @ Y& @( m/ C" F9 b; D
7.3 分岔分析8 ?+ t. S0 D4 F% U q9 V! d1 i
7.3.1 建模需要考虑的事项
0 s& z4 Y k1 e4 B( [8 w% _/ J 7.3.2 短期动态的鞍结点分岔
, u* \; A, V, A% I* x1 P 7.3.3 例子
* p* y9 v$ q" {1 h3 |! N 7.3.4 长期动态的鞍结点分岔6 a" N. ~, _$ s: b$ E
7.3.5 例子' u" V9 D( A8 h; J* E
7.3.6 时间标度之间的相互作用
% j8 `. P+ T& Y7 X 7.3.7 例子
6 e( P) ?; Y" |' D( i 7.4 特征向量和奇异向量特性& p. p; O; ]# J* M4 x- o( b
7.4.1 关于特征向量的应用& o, W/ d W3 Q0 Y' `4 S" A, I! \7 T
7.4.2 关于奇异值分解, n/ u3 ]6 h! x8 o6 D
7.5 载荷能力曲面或分岔曲面
; t5 U- `0 ]& e: h1 Y. J, T* g 7.5.1 参数空间. U/ p& x# N/ P! w
7.5.2 法向量和最近分岔点- ]4 z7 m9 O/ s
7.5.3 对参数裕度的灵敏度) Z/ N @0 R) v7 X) K3 V. D
7.6 存在不连续性的载荷能力限制
* ~# p& ?5 j3 J% o- p 7.6.1 不等式约束公式5 B* [: B% U% I% S
7.6.2 对受限发电机的应用
" i5 x+ q3 X$ K0 l) b/ f+ Y' N& W9 q+ i 7.6.3 关于灵敏度的影响
4 q! B4 y/ W; f 7.7 习题" D& e7 H8 I5 j! p+ w- O* j
第8章 不稳定性机制及抑制措施
5 z: S' R6 J: a H; y 8.1 措施类型
+ o: ?" g" D1 J8 s( ^ 8.2 不稳定性机制的分类
7 j5 h7 [4 Z. d+ T1 H% a! Y; g 8.2.1 短期电压不稳定性8 T) K' f5 S4 v0 ] x
8.2.2 长期电压不稳定性
! E2 v* I/ w8 U& K! ] 8.2.3 由长期动态诱导的短期不稳定性
' |$ k6 a) P) t- E$ m9 l2 {( Q2 w 8.3 短期电压不稳定性的例子8 Q/ I4 Z0 X# T4 I
8.3.1 例1:短期1不稳定性
- s) k+ C. j5 I 8.3.2 例2:短期2不稳定性
# s9 C2 M( u9 `$ H. X 8.3.3 例3:短期3不稳定性* V9 ?) B5 k' \% @/ U5 P- k' C# H, p
8.4 短期不稳定性的抑制措施
7 F. k0 X, Q& v6 ~& k 8.4.1 快速电容器投切 L/ G# C6 W+ a
8.4.2 静止无功补偿器$ ^, f- K, Z& H; n( X2 C7 p/ P
8.4.3 高压直流调节
% u) F. [$ `( u3 J: \5 x2 S 8.4.4 快速故障清除) ]. L% H* {* `
8.4.5 快速甩负荷. A" q8 Y$ t# J# l
8.5 长期电压不稳定性的情况研究
- G! a9 m7 T# s+ V) R# _' E' Z$ G 8.5.1 案例1:长期1不稳定性! P0 V7 A8 t3 r. n3 w" n" q
8.5.2 案例2:短期一长期1发电机不稳定性
% z+ I5 t$ m) J( `4 k( A. w% M6 x 8.5.3 案例3:短期一长期1电动机不稳定性
& e/ h6 |4 s& R# F, y O& m2 X 8.6 抑制长期不稳定性的校正措施
9 p$ x, P8 ^/ N. z6 H, G 8.6.1 措施的目的
. W, N2 `7 ~% L3 F 8.6.2 长期平衡恢复:何地动作# C% V& Z# I4 B, c8 b# K$ t- V& ]
8.6.3 长期平衡恢复:何时动作- H4 u i' k) M) m: N1 N* z
8.6.4 校正措施:数量对时间的问题
2 O& h/ N& z6 z% I8 Y, ~ 8.7 习题
* V# I/ h1 j7 @. N/ D4 T 第9章 电压安全评估的标准和方法
+ {( t0 t, [$ X, P/ a) ]& K+ a: Y2 y 9.1 电压安全:定义和标准. Y5 G0 V; I' v( D2 v3 b
9.1.1 运行状态
) W. @2 `2 v7 O 9.1.2 安全分析) N% P* x2 G6 f& R" y4 O
9.1.3 安全裕度确定2 s$ W0 t! r' b. _3 S
9.1.4 静态方法的符号
( l2 [2 L0 F8 H. q7 I) S' H 9.2 意外事故估计
9 c$ |6 k9 t H! P" Q2 h' ?+ i' y 9.2.1 意外事故后的电力潮流3 q3 C& h; o8 Q4 e" x6 x0 u3 o
9.2.2 不可解情况的电力潮流方法. h2 g. T% Q4 |
9.2.3 VQ曲线" `, s; t/ s E& b4 ~* |' t f
9.2.4 多时间标度仿真方法
D7 e& l8 p+ V5 B3 @$ @% w 9.2.5 准稳态长期仿真& h& }# d. w% r: ?# j1 s
9.3 载荷能力限制计算
+ `( o2 }5 }7 M# S 9.3.1 定义及问题的陈述$ T- t0 V% L2 r& K& P1 Z4 v
9.3.2 连续方法
" r, Y( _' S; F- n( C# u+ V 9.3.3 最优化方法: ~! V4 n8 ~9 M3 s
9.3.4 结合灵敏度分析的时间仿真( ]4 o L0 V/ G& E
9.3.5 基于多电力潮流解的方法
$ w; B2 `- D( N' K( V) @" Y. Z 9.4 安全运行限制决策' P" c# v3 l) O/ b" ?; c3 |
9.4.1 定义及问题陈述
* f5 k# l& r0 B" h3 \ 9.4.2 二分搜索
K& k# _& {) c8 M# L 9.5 不稳定性诊断的特征分析法
+ o2 l' ?$ G" k+ V5 h% {; s) E1 @ 9.5.1 特征向量分析
4 T2 z& N" Y9 N3 P: o 9.5.2 特征向量计算方法: {; V5 l) T; y9 E7 n7 v
9.6 源白实际系统的例子
! r$ {4 I/ Y7 {, e4 v' h" _ 9.6.1 魁北克水电系统的电压稳定性5 P( U+ ?: p# v5 {
9.6.2 系统建模* q$ v$ e9 y8 I
9.6.3 准稳态仿真的有效性
* |0 J+ R# B+ V0 B& Z 9.6.4 不稳定性机制和抑制措施的例子- C' J5 \( q) p+ [3 N
9.6.5 安全运行限制决策; h% I* L6 q; |& N! \- J
9.6.6 载荷能力限制决策
5 ^9 E; U: g }* X: c. Q3 P+ C 9.6.7 临界点识别8 C% o1 N2 k, T0 v$ s7 K
9.7 实时问题
4 Z8 K" \1 w- S7 A+ Y& R: @( C 9.7.1 意外事故选择
1 v4 Z( b& ~. H$ ~# D( D) n8 ^0 | 9.7.2 电压稳定性指标) }$ |2 D C) B- f" o% a
9.7.3 自动学习方法6 l& \" k) v; X9 z
参考文献
) x# \1 [1 t7 i6 d# s索引 |
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