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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.)
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。
所属专业方向:
电压稳定
出版社:
来源:
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目录
$ X. d0 k2 U7 C- W% z/ F 第I部分 设备与现象
- _% r3 i- J8 i9 F 第1章 简介
) d/ t) o, M) e2 u% z1 j" s, ]+ B 1.1 为什么不是另一本书
; ?1 Q/ F' m# A# v9 p9 j& X: N7 p 1.2 电压稳定性
* y; K0 ^( A/ I' [# N( S" S 1.3 电力系统稳定性的分类! R+ G1 o' }" f4 \
1.4 本书的结构
6 k) A: X7 W/ I' v' ]2 t( Y' q 1.5 符号' U- M$ W0 B. \2 P7 ~
第2章 传输系统方面
( y s2 u( |& X! \ 2.1 单负荷无穷大母线系统
0 B' B0 h$ j- n: A 2.2 最大可传输功率+ p* h; i0 Q* l0 [4 _
2.2.1 无约束最大功率
6 m+ D" {! e2 {& O& ` 2.2.2 在一个给定负荷功率因数下的最大功率
: p# }+ N: r1 E. V- A, y% F% g: ~2 ? 2.2.3 从电力潮流方程推演的最大功率$ t/ z2 {0 N6 L% B
2.3 功率—压关系
+ S S6 r. I* Z 2.4 发电机无功功率要求
! r% L$ {. ]# v: P 2.5 对不稳定性机制的一个简单阐述* J8 y6 b8 w* x- t, ^4 g1 y4 k+ z1 U
2.5.1 与负荷PV特性相对的网络
+ B- k0 [8 O% F) I( M) ]: h 2.5.2 不稳定性现象
1 q/ O; ~+ ]: l* \6 d1 x; \2 a _1 V 2.6 补偿的影响: e3 z; n6 w1 w) Y7 {
2.6.1 线路串联补偿2 }& p3 i F3 ?4 a
2.6.2 并联补偿" S! }" ?4 R* C+ r9 T6 d
2.6.3 静止无功补偿器
3 }* B+ [4 V- x( ~ 2.7 VQ曲线/ O. H; z) r! S! R; |" c3 f
2.8 可调节变压器分接头比例的影响# @* q) ?& M# K" P0 W, Y* V
2.9 习题
; I/ }- r8 y) P 第3章 发电方面
' _, E1 H I: s* v g" u 3.1 同步发电机理论的回顾
8 S& X: R2 p+ n9 E# Z$ ` 3.1.1 基本的建模假设
* O7 k7 p& k$ ^" T 3.1.2 派克方程
- @, p9 f" d. k, [; M( `% G4 ? 3.1.3 运动动态( C2 O' ~+ H+ U& r
3.1.4 仅考虑励磁的简化建模5 h' [9 p: c% ?# `) g1 h
3.1.5 相量表示法
: W+ K( ^5 N; F/ E: F7 x) u0 C5 X" H4 R 3.1.6 同步参考轴
. a1 C6 k8 B$ ] m8 M8 \ 3.1.7 功率关系式+ a) L/ f; p3 Y7 e& n/ v
3.1.8 饱和的建模
& m9 M R. j% w! V- w8 D 3.1.9 涉及饱和的稳态关系5 z( s" @2 l' R* W# |$ w
3.1.10 关于标幺值系统
$ M# j/ ~/ ~" W/ s+ b$ O 3.2 频率和电压控制器
3 b* j0 |( I. m8 ]8 C 3.2.1 频率控制器概述
q" N9 P9 D. c 3.2.2 自动电压调节器
' b$ {$ x/ _; J( i3 L" _8 f 3.2.3 二次电压控制9 k7 b5 a: w( B! V* Z
3.3 影响电压稳定性的限制装置
H& N3 Y, E( E6 S6 R4 c' I 3.3.1 过励磁限制器:描述% P8 C) I& q, |+ i
3.3.2 过励磁限制器:建模 ?) I6 Y. \; i4 W0 k
3.3.3 电枢电流限制器
( @) I" z% G5 _# M 3.4 同步发电机的电压一无功特性
- [, C# ^9 K+ _0 U: D& F) j 3.4.1 在自动电压调节器控制下的发电机
5 y* g4 ]' S. l# h5 v7 l) N! g 3.4.2 在励磁电流限制下的发电机7 B3 j5 ~. ]8 h2 A7 Z% |; |
3.4.3 在电枢电流限制下的发电机7 K8 T3 d+ r2 ?. _
3.4.4 讨论
& R) ?3 `) \ X7 Z 3.5 容量曲线( q9 p+ |2 U- \$ `
3.5.1 简化情况:非饱和隐极机9 |+ |/ g/ x7 x a9 n
3.5.2 通常情况:详细建模0 @( @4 |( i( }; p
3.6 关于可传输功率的发电机限制影响 }+ L& k/ Z9 Q7 q6 |9 V$ |7 }( P! ]
3.7 习题
0 G! _6 _7 l4 Q/ O+ c7 }! U2 Y 第4章 负荷方面+ v2 E1 y) Q6 T( a$ h
4.1 依赖于负荷的电压
* s, l# I# Z$ ^4 G) ? 4.1.1 负荷特性1 K: H6 {; T# e
4.2 负荷恢复动态
2 a! M0 @. k9 W% c% K& h+ ` 4.3 感应电动机
) J' o2 `! @" N1 A2 v& U 4.3.1 感应电动机的重要性
" J- [7 E& L! ~4 P 4.3.2 电动机建模
0 E+ p/ e K/ ?4 J7 V 4.3.3 受机械转矩影响的电动机行为
+ p/ I* C* X8 F4 n9 J 4.3.4 单相感应电动机
% q# B1 n" n$ P 4.4 有载分接头转换器
4 r4 S6 A+ W7 f! S$ v0 P 4.4.1 描述
v' D3 p& H1 F( Y. g2 c1 Y 4.4.2 有载分接头转换器的建模
: }( ~: V* Z& l9 \' Z 4.4.3 通过有载分接头转换器实现的负荷恢复* I$ v* k7 L5 y% _" B( O) s* D
4.4.4 多级电力系统的有载分接头转换器% J F7 S0 O: t- z, f' ?
4.5 恒温负荷恢复
' S3 l- r& ~: b5 H9 u+ \ 4.6 一般的综合负荷模型
. M( v* s, e9 j" z0 s( o t 4.6.1 负荷综合
R9 i+ l9 e% S+ x( o; m 4.6.2 自恢复负荷的通用模型
6 B. T% U* B! K3 [9 F 4.7 高压直流联络线路
9 u1 i+ v' W: M* {! ?0 L- { M2 @0 A$ r 4.8 习题
5 T- {0 B* [- @# W& B. q& t7 H" i! L 第II部分 稳定性机制和分析方法
7 K7 G/ Y* Z, l f) t7 Q 第5章 数学基础
# p7 z P2 K& q! w+ X 5.1 微分方程(定性理论)' D/ r0 Z7 ~/ \% E! u4 y% X
5.1.1 解的存在性和唯一性
7 Q" \; D- @/ g3 I g 5.1.2 平衡及其稳定性, a3 q# g3 S, [4 a; n
5.1.3 不变流形
, A: O5 Z. L3 F1 W! ` 5.1.4 极限环及其稳定性
% N4 E T U4 N7 B$ | 5.1.5 吸引域
# ]8 e! W, h$ o+ k C u5 d( l 5.2 分岔
6 `6 e* D+ ~5 A+ ~4 ~4 ]; L3 T: l9 B 5.2.1 什么是分岔# |3 J" G2 c1 c; Y- H
5.2.2 鞍结点分岔' y( p" Z S6 A7 l" e$ r, C* J- D2 m4 @+ B
5.2.3 霍普夫分岔
3 B7 K9 z# a; W3 S; q5 b# z. m 5.3 微分一代数系统# _, l3 e+ U, u( w& u
5.3.1 平衡点与稳定性1 F7 A# ]4 d5 s
5.3.2 研究代数方程奇异性% B! X( m8 t0 y; N D
5.4 多时间标度
0 \% x0 b3 E8 }% u& x 5.4.1 奇异摄动3 S0 D! M* w$ @! \3 F4 `4 M( O3 R
5.4.2 慢流形
( L% v3 g! r, U1 C" p% {5 R. L 5.4.3 慢动态和快动态: m7 c+ N" \: E; c+ i' b
5.4.4 例:分解的振荡器5 A* X! i; [, Q
5.4.5 在二时间标度系统中的奇异点' x9 T" Z" B; Z* e' z+ T$ ?+ b
第6章 建模:系统观点( D. q" N" x$ H
6.1 一般动态模型的概述3 ]3 E( T# Q: x5 H1 L3 S
6.1.1 瞬时响应:网络
! m- A1 T' x% I6 g1 [ 6.1.2 短期动态- _" z ^& p) z8 Z) {
6.1.3 长期动态
! l. _. |: ^) R1 e% }+ _$ i: Y 6.2 网络建模) Q8 x$ }2 s/ b: `' c, y) t) z
6.2.1 向量形式的网络模型5 `' ^% X% G# }& [
6.2.2 双端口建模+ @. \' B. q. C# S5 F& h y
6.2.3 复电流公式' v4 g3 j+ i9 S8 B/ p4 _' v
6.2.4 实电流和虚电流公式- L7 V% w8 D, Q9 W- C4 ^! V
6.2.5 有功电流和无功电流公式- }. t0 m2 f8 Z5 Q4 ]& @# i
6.3 一个详细的例子% c m% T) P3 V: Z, F; d
6.3.1 全面描述
4 _3 M* d5 e6 h8 K 6.3.2 主要的建模假设
9 x3 O9 }& Z' p! y7 [ 6.3.3 网络建模" w% z. S! M% O; r* D3 n
6.3.4 发电机建模3 ]9 C8 U# Z% B l
6.3.5 负荷建模: P8 O% G0 T2 a r+ I" x1 l
6.3.6 总结
2 x5 G; O# h' X, L 6.4 时间标度分解透视/ I8 S, F, N; N# S
6.5 电压稳定性研究的平衡方程
3 g+ J- ~* z4 ~( P 6.5.1 短期动态平衡8 ]9 t& V# J( p3 p+ A! u: w- N7 o% Y
6.5.2 长期动态平衡
+ N5 F# x) X) J% G 6.5.3 将平衡方程约简到仅存网络方程
+ }( R* \' b. @4 R 6.5.4 关于电力潮流方程的应用) m' `! M4 w: | ?; ]
6.6 详细的例子(续):平衡公式4 C$ y* q: G* a# ]3 o' S ~5 e
6.6.1 网络方程
" [1 n# o4 D3 ]$ Q0 C" { 6.6.2 发电机平衡方程
' x9 P8 Y6 x$ L* e( s 6.6.3 负荷平衡方程
) q& @; }% A% H8 v4 w 6.7 数据处理问题: J$ B/ j4 F# \$ ~0 b4 q6 ]
第7章 载荷能力、灵敏度和分岔分析
1 a. L' d) {- o! K( E, S: p 7.1 载荷能力限制
* H# ]) o' ]" k5 V/ E; _7 g0 |/ } 7.1.1 负荷特性的影响& z: c; |2 l4 x h: o) g" v! p" T8 _
7.1.2 载荷能力限制的特性7 L2 o! [' i& A) i
7.1.3 关于两母线系统的例证
3 G' k- B& a6 q' r- }: P; l5 ] 7.2 灵敏度分析
! B/ s+ _5 o9 F; p9 Z 7.2.1 灵敏度的推导
8 @. N9 n- p( h! l$ l3 s 7.2.2 关于两母线系统的例证: l' j' b0 L4 B+ o9 G" p, @
7.3 分岔分析. Y2 n. N! H8 j
7.3.1 建模需要考虑的事项
4 B p* }7 s3 R% R! B 7.3.2 短期动态的鞍结点分岔
" k! \9 S2 L! f8 H7 S; H0 g8 {( s 7.3.3 例子' l2 _9 \: J. ^* @
7.3.4 长期动态的鞍结点分岔( y+ M4 s9 v" r. b+ M8 T" _
7.3.5 例子
" S5 R/ b9 Q$ l/ u3 L+ g. _# S; S 7.3.6 时间标度之间的相互作用
* ]; u" u; o1 h t2 \5 X) l 7.3.7 例子- S$ m9 N: E3 C N! @( U
7.4 特征向量和奇异向量特性. G, n6 o y. z7 ] f" d
7.4.1 关于特征向量的应用
5 K6 j3 O3 z O: {! x 7.4.2 关于奇异值分解/ j, l+ V6 x r9 ^
7.5 载荷能力曲面或分岔曲面% |6 Y6 A. ?' a+ f$ ~6 E; d
7.5.1 参数空间
' f$ h; {6 m, T8 M6 l( u4 R" C1 P 7.5.2 法向量和最近分岔点; Y- a* o+ _! h
7.5.3 对参数裕度的灵敏度$ ?/ C3 w n4 T: W# V3 e
7.6 存在不连续性的载荷能力限制
+ {) P! v! O. V9 ]: O" t 7.6.1 不等式约束公式
4 y6 O7 M) l" }0 u 7.6.2 对受限发电机的应用2 I2 j8 c5 C& ?
7.6.3 关于灵敏度的影响! k# [: L7 f4 X
7.7 习题% \( w! I9 u- N1 d1 x4 @# Q
第8章 不稳定性机制及抑制措施
9 C( X6 k' K( |0 L% T2 v 8.1 措施类型
/ o% b$ }0 k: }2 m 8.2 不稳定性机制的分类
% Q2 k5 m4 A& Z 8.2.1 短期电压不稳定性9 m; P. Z, _% }! r
8.2.2 长期电压不稳定性8 O- n3 F: }; k0 ]( H- j, k( d
8.2.3 由长期动态诱导的短期不稳定性
/ g$ W8 c( T$ k) u5 B 8.3 短期电压不稳定性的例子" h* p, N: j$ |% h2 X: ^ E& v2 W
8.3.1 例1:短期1不稳定性
( D- i0 F3 e7 p1 _ 8.3.2 例2:短期2不稳定性
/ _. V |% [$ ^9 O* E& x 8.3.3 例3:短期3不稳定性
6 T3 r/ S$ c; E2 T/ U 8.4 短期不稳定性的抑制措施
2 f* O+ E" I8 F: D$ V+ r 8.4.1 快速电容器投切& q1 Y: Y K% D# a& _5 j3 a
8.4.2 静止无功补偿器& i+ M6 G4 h5 m1 G( B/ k- p
8.4.3 高压直流调节
$ E) `& n: q$ G w8 y 8.4.4 快速故障清除1 e$ n" m' Y/ D {
8.4.5 快速甩负荷
& w* ?6 F' G' L6 P5 T 8.5 长期电压不稳定性的情况研究
' f: I* ]; q$ o8 E 8.5.1 案例1:长期1不稳定性
) S T' \5 a' L' n 8.5.2 案例2:短期一长期1发电机不稳定性
( \2 V) J/ N5 ^, G 8.5.3 案例3:短期一长期1电动机不稳定性
/ V1 v/ u. x& c& a 8.6 抑制长期不稳定性的校正措施
9 {3 g; R6 I0 d% R; @3 C! C$ [ 8.6.1 措施的目的4 W$ O0 a# ~" {5 p
8.6.2 长期平衡恢复:何地动作
( S. e, W6 P9 z8 a$ l- y; U; B 8.6.3 长期平衡恢复:何时动作
% @! m1 |, D- G) c* p 8.6.4 校正措施:数量对时间的问题
& Q5 G) b, k; g$ n, }* r 8.7 习题
! j- G! a5 M& q7 j 第9章 电压安全评估的标准和方法
8 r4 B, t7 b# Y5 J o 9.1 电压安全:定义和标准) M$ o! q j$ b, c* N4 `6 ^: w
9.1.1 运行状态4 Y! q; J8 e0 j8 i! H4 G5 b
9.1.2 安全分析( P- U3 s( X1 I, Q! w# r
9.1.3 安全裕度确定
2 s* v* f! w* k7 C/ a% {7 M3 A# a 9.1.4 静态方法的符号
/ a/ D; x7 `6 \0 d7 n 9.2 意外事故估计
% f, J3 Z: [& {0 w' ~3 Y4 }2 N% Z: _ 9.2.1 意外事故后的电力潮流4 S c2 l: {# u5 ?# N
9.2.2 不可解情况的电力潮流方法/ n9 o% J# v3 d7 I* p" t3 w
9.2.3 VQ曲线6 I2 Z8 E$ Y; N
9.2.4 多时间标度仿真方法
& ]; v" [, A" N- I 9.2.5 准稳态长期仿真
- k& p$ U. s3 D, U! g9 d: p0 m* { 9.3 载荷能力限制计算+ E8 M% q/ G4 q- ^) J& k# j& {$ e
9.3.1 定义及问题的陈述
' Q' Z7 D- G- C" ? 9.3.2 连续方法
3 @+ Z& D% w1 l/ }3 K2 P1 }- ?( L 9.3.3 最优化方法1 A- A9 }, B: z5 i8 ~8 @
9.3.4 结合灵敏度分析的时间仿真- }) n" ~! _) B. ~$ ]9 B
9.3.5 基于多电力潮流解的方法
/ @0 i, L0 a/ A7 Z8 H) u0 Q( i2 q 9.4 安全运行限制决策$ W# b' y1 E3 q- W
9.4.1 定义及问题陈述4 ~8 v3 f- s4 C3 p, Z' w
9.4.2 二分搜索% s2 r" U5 r1 S* L* v
9.5 不稳定性诊断的特征分析法. Y+ u0 H: \+ E& N, Z1 n% E8 d0 x0 I* b
9.5.1 特征向量分析
4 C0 E9 [( Q4 Q; g$ u 9.5.2 特征向量计算方法
+ M, E6 K W2 O3 t 9.6 源白实际系统的例子4 r( {/ ?2 Z) h7 o+ Z8 \5 G/ t; {
9.6.1 魁北克水电系统的电压稳定性
; s7 N' ]" x0 B 9.6.2 系统建模$ t" }/ d+ A) F5 A* U& }3 w
9.6.3 准稳态仿真的有效性0 o$ G4 L9 Q! W) V2 ~
9.6.4 不稳定性机制和抑制措施的例子
) k+ |' J [# d; Q4 ^) A 9.6.5 安全运行限制决策
; s2 r5 @! }$ g7 a1 n! | 9.6.6 载荷能力限制决策" ^% \" d' G% g* j% p5 o
9.6.7 临界点识别+ {% b5 }' R: R. G* ^# x! |6 I
9.7 实时问题, q9 X. { o9 v0 Q4 a* z" j4 @
9.7.1 意外事故选择$ T( z7 J, ^" K! o2 R6 ?
9.7.2 电压稳定性指标
; f" P2 L M, w# z# s' H 9.7.3 自动学习方法
( \# `( b* j- s- C$ S 参考文献
0 A; Z! o/ K9 C" a3 Q! K1 x. j 索引
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