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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
! w* y4 O a y0 [+ U& f第I部分 设备与现象
$ `! {( I3 _& W5 J5 D第1章 简介
' c4 b6 n: ?' w3 A- Y3 I* \1.1 为什么不是另一本书/ D3 M8 Q4 E2 {$ j$ q
1.2 电压稳定性
' M* ?* `' v. r6 J. b 1.3 电力系统稳定性的分类
$ B: Q9 N, o) K5 m6 H, l7 h5 f4 A 1.4 本书的结构* B t u, {3 `+ h* \
1.5 符号, x- `# h, ^- a8 T. u" I' m( h
第2章 传输系统方面1 j1 o2 P( A4 v
2.1 单负荷无穷大母线系统: z' \' Q* I1 t1 M9 d
2.2 最大可传输功率/ L+ c, W5 v% p) U' j
2.2.1 无约束最大功率6 x3 _+ K. n9 H" n2 v1 h1 z
2.2.2 在一个给定负荷功率因数下的最大功率
0 W1 J6 a6 [. P1 b 2.2.3 从电力潮流方程推演的最大功率
2 x/ L& j# n9 k2 [. u 2.3 功率—压关系
6 M7 m7 g8 @9 I9 L( S9 O 2.4 发电机无功功率要求* B3 ~9 y* p1 e8 l9 \; b9 C- ~
2.5 对不稳定性机制的一个简单阐述
0 X' o0 T8 j/ k0 t4 ~5 k 2.5.1 与负荷PV特性相对的网络
6 w( |0 B$ x7 k 2.5.2 不稳定性现象$ h1 z8 s$ u0 U9 Y' h
2.6 补偿的影响9 ~2 D3 \2 X* I. ^' ^
2.6.1 线路串联补偿' x( Z) M4 ]) G3 j' F& S
2.6.2 并联补偿
2 v- ^7 e, ~# Y2 H& M; R 2.6.3 静止无功补偿器+ a( q9 ^6 H0 z _
2.7 VQ曲线
3 q/ l# z: u( { t. ?* X9 ^ 2.8 可调节变压器分接头比例的影响: i: a0 k- q+ Y+ \/ D
2.9 习题
5 W, p" q/ h0 {( F @* I 第3章 发电方面2 T4 T* A5 e- d/ B# V: s
3.1 同步发电机理论的回顾. ]0 Y1 p% C6 ?' Z; l; v$ c
3.1.1 基本的建模假设
' {8 _+ }( v$ ] 3.1.2 派克方程; j! \* [2 a1 Z
3.1.3 运动动态5 u" y+ m* {& p1 s. t, H, `
3.1.4 仅考虑励磁的简化建模
; s. M* g3 W3 V8 F; b3 ^; p 3.1.5 相量表示法
- d( V! I) @6 t6 T& Q, l2 W 3.1.6 同步参考轴% B; J4 X8 y) n& e! ^3 @
3.1.7 功率关系式
7 C1 `7 {6 _& S7 a$ N 3.1.8 饱和的建模
1 ]+ r8 p: W0 q1 w9 }3 T7 U+ ?. m 3.1.9 涉及饱和的稳态关系
0 `7 R1 e! O% e! V- G2 P1 E" V5 Y 3.1.10 关于标幺值系统8 n& u1 _4 O; s
3.2 频率和电压控制器
% S$ o1 V, E8 a T& r 3.2.1 频率控制器概述
5 S) ?, C& ]6 } 3.2.2 自动电压调节器, g+ G# f( I' W- J) B
3.2.3 二次电压控制3 T) t& N O* S/ y+ U/ Z
3.3 影响电压稳定性的限制装置4 S4 V9 F, ], U0 t
3.3.1 过励磁限制器:描述1 ~/ z5 i; N9 F4 S. c
3.3.2 过励磁限制器:建模) M, [* e/ p: T& Z' ]
3.3.3 电枢电流限制器
! z. F* z _3 P 3.4 同步发电机的电压一无功特性) ^8 w9 t8 N4 j5 h: \' X9 v( Y
3.4.1 在自动电压调节器控制下的发电机: \$ z& ^+ w2 h% W" t
3.4.2 在励磁电流限制下的发电机& U4 r2 I' ^! _) q4 j/ z
3.4.3 在电枢电流限制下的发电机& F7 r$ p* X! ~; ^
3.4.4 讨论3 j" t1 O" Z2 V+ ^4 r. l
3.5 容量曲线+ F0 `1 N: f' ]7 M
3.5.1 简化情况:非饱和隐极机) ?# S' O: u# O: H B
3.5.2 通常情况:详细建模
/ Z, [! u% ], T2 R9 c/ ? 3.6 关于可传输功率的发电机限制影响3 n& { W- O& D8 e, a0 N
3.7 习题) {- o" U* I @( t8 T* w0 S
第4章 负荷方面3 O7 V: m, C& `/ [
4.1 依赖于负荷的电压, R$ k# N7 F& y4 \" @' e, h5 \
4.1.1 负荷特性
) m5 t2 z' ?6 { h2 \; E" k% d 4.2 负荷恢复动态8 I, }2 U! K! x; N0 f. B6 E
4.3 感应电动机
- Z$ W1 a3 M4 g& D5 Q. u' m$ T' J 4.3.1 感应电动机的重要性3 ]/ [% b. r8 I. L( S$ \( ?2 p% E3 t
4.3.2 电动机建模
+ S' v, w1 h1 C" j* F6 e 4.3.3 受机械转矩影响的电动机行为% M, ]) s/ W. i5 S7 O
4.3.4 单相感应电动机
5 @" x' K F% h+ Q' { 4.4 有载分接头转换器& ?1 E2 j- i0 Z5 V! s7 k
4.4.1 描述
4 g) {4 l- Y) r# X, P1 W" R 4.4.2 有载分接头转换器的建模! D: Q e; x% z# H/ J0 r3 }
4.4.3 通过有载分接头转换器实现的负荷恢复
1 V) Z% {- k- p$ R* X 4.4.4 多级电力系统的有载分接头转换器
3 K) \; f' e7 e0 _ 4.5 恒温负荷恢复) i( f5 Y# I, o8 o0 F6 [# N/ C1 Y Q
4.6 一般的综合负荷模型& O6 H9 l: P1 B' e6 ~$ H
4.6.1 负荷综合% |/ z2 F4 {% c) }) }+ i8 }4 t
4.6.2 自恢复负荷的通用模型) l3 W0 U4 v' e9 R, Y! ~! V
4.7 高压直流联络线路
6 A$ W, @0 {0 g7 y n# E0 D 4.8 习题" Y0 V* C5 l; }. }3 I
第II部分 稳定性机制和分析方法4 _- N8 \/ |" }; }3 A
第5章 数学基础9 ]5 N4 \: n% W: k7 Z0 M& A+ m$ {
5.1 微分方程(定性理论)( [- s4 a: z8 H6 E4 Y, m3 L) S+ S
5.1.1 解的存在性和唯一性. k/ q( ]( O1 P
5.1.2 平衡及其稳定性- F( e2 R4 T G' |5 n& r
5.1.3 不变流形
/ _! G# a! O: G3 e3 g4 N 5.1.4 极限环及其稳定性
" ]' S g$ k( W. @ C2 d 5.1.5 吸引域
' H& \- g. c. F% P 5.2 分岔7 [) y. r' j. V- c! `; T7 ]4 j0 L: g
5.2.1 什么是分岔/ {0 W) c4 {6 Y+ d4 T& l" {
5.2.2 鞍结点分岔
) k; ]& ^3 O, i( V [/ K 5.2.3 霍普夫分岔! y! K& \" k) M3 X& t/ b5 D! Q
5.3 微分一代数系统
+ O U& m: ~& {4 v* X. W" e 5.3.1 平衡点与稳定性8 W: Q. I7 `6 N! ?
5.3.2 研究代数方程奇异性
# s# v3 i" s& R/ g0 T 5.4 多时间标度
6 E$ u1 E" f! J4 F1 k' Z- C. i 5.4.1 奇异摄动, x/ P% \5 Y! E* y8 U
5.4.2 慢流形
! h( W' X) i' z6 { 5.4.3 慢动态和快动态, R" u' E! _ F' z8 d
5.4.4 例:分解的振荡器9 U! {+ b( C7 @
5.4.5 在二时间标度系统中的奇异点
& H S( Z c. \- J5 E1 k 第6章 建模:系统观点, S. Z9 c; V* _$ Z" `; R
6.1 一般动态模型的概述0 ^, C7 z2 F: Q) N1 j# u
6.1.1 瞬时响应:网络; \7 z; o: M8 w9 _4 y7 [
6.1.2 短期动态2 v+ }& G. h6 d9 {) v
6.1.3 长期动态1 b& w( B9 M! q: ]3 n
6.2 网络建模
/ K* J( s3 R5 y+ ^ 6.2.1 向量形式的网络模型
2 n( H7 i2 X. n; U 6.2.2 双端口建模" k# X9 j0 q/ T1 a: o1 s
6.2.3 复电流公式* s8 I& S( p- I2 X! \
6.2.4 实电流和虚电流公式3 h* h3 ^3 W, J; `: b' `
6.2.5 有功电流和无功电流公式: o. b: J; u. ~$ f6 B1 N
6.3 一个详细的例子
3 z$ Z6 L1 l k1 u5 I8 O 6.3.1 全面描述
7 [" N7 b! k+ j1 |& l 6.3.2 主要的建模假设( R; [: T. ?5 Z6 S- u& [& J. j) g$ q
6.3.3 网络建模
; A( e% B5 _; Y2 G/ X 6.3.4 发电机建模
3 A8 j8 p0 b0 y x5 z2 i 6.3.5 负荷建模& G# \7 ^! a3 w( Q# v
6.3.6 总结
) z9 |) J3 v9 H( R) G 6.4 时间标度分解透视
' Z* K0 }/ Z" k7 `5 q 6.5 电压稳定性研究的平衡方程3 L/ m, K& g) |6 ~; Z
6.5.1 短期动态平衡
, _! ~3 b; y$ A/ B! L& K 6.5.2 长期动态平衡
$ X; O ] R6 B 6.5.3 将平衡方程约简到仅存网络方程$ y8 D/ m- P L+ r" w% x. a8 v
6.5.4 关于电力潮流方程的应用% m8 j2 z, O e2 I
6.6 详细的例子(续):平衡公式- E* l6 X7 l* \: U4 ?$ D; u
6.6.1 网络方程 q. t: Q) d; M$ l- a4 E
6.6.2 发电机平衡方程
# }3 C2 q$ ~8 C' r& D8 y 6.6.3 负荷平衡方程
$ Z' y% d! I6 x" M; B! t2 i 6.7 数据处理问题
& F8 W6 _" X: ? 第7章 载荷能力、灵敏度和分岔分析
3 l& H1 F) N, W! z! |6 x: s; O 7.1 载荷能力限制( B3 q) v0 Y' X! Z6 o& ?, ?5 y' Q) }. Y) g
7.1.1 负荷特性的影响7 ^; _1 Z1 i) X6 M7 ]
7.1.2 载荷能力限制的特性
# b4 m% |8 ?% c 7.1.3 关于两母线系统的例证
4 g2 g! `- ^7 {0 ?7 E4 N# h 7.2 灵敏度分析
" z: U6 G$ Q5 Z6 C 7.2.1 灵敏度的推导# b4 N5 J" E& D7 C# o
7.2.2 关于两母线系统的例证
: S5 X+ J0 |5 X& F5 ^, a/ E 7.3 分岔分析: O% ?2 N1 {) }# C) ]0 ^
7.3.1 建模需要考虑的事项
/ I! R& B* s2 |" ?: R9 S 7.3.2 短期动态的鞍结点分岔
% {7 Q0 S8 K. k9 e" s 7.3.3 例子
u, h& |" C5 K3 e 7.3.4 长期动态的鞍结点分岔2 f& V, D5 s# t! Y
7.3.5 例子
# n: V% ?; B' T: f- X& O: Y3 V 7.3.6 时间标度之间的相互作用
7 _6 f! m; U) ]6 R4 S. k: { 7.3.7 例子
# }) U4 l5 T% P6 {# a$ V2 M6 z' b 7.4 特征向量和奇异向量特性9 ]% O+ \6 G0 G" j) m
7.4.1 关于特征向量的应用
1 r2 P) ^. f% l% N) I/ D 7.4.2 关于奇异值分解: J* l/ m$ d# J* b; _
7.5 载荷能力曲面或分岔曲面
; z4 Y, S9 M$ a; |/ X, B& Q 7.5.1 参数空间" H6 }* l! C6 v. _; q4 {
7.5.2 法向量和最近分岔点6 l- b8 }/ y6 F
7.5.3 对参数裕度的灵敏度
5 t$ h( u; p! b1 N) ]9 n, q 7.6 存在不连续性的载荷能力限制 R6 H$ l4 A* R/ I6 X# R
7.6.1 不等式约束公式
$ H- g; }* e2 V& x4 X 7.6.2 对受限发电机的应用
* C( k1 v( F* u) z0 X 7.6.3 关于灵敏度的影响$ m$ c" j( D* d" ?. I! R" Y
7.7 习题
# U, E4 _* | R9 W9 c6 I 第8章 不稳定性机制及抑制措施4 ?: d5 _, M8 s% ?8 q( L- d1 A
8.1 措施类型
7 f% L, s9 F; _9 N0 O1 M 8.2 不稳定性机制的分类* d3 W- x; i1 j9 G' b6 w8 q7 `
8.2.1 短期电压不稳定性: d; \% m" D) p L- l
8.2.2 长期电压不稳定性/ p' z! H# l: l; n- O4 N
8.2.3 由长期动态诱导的短期不稳定性
S: ^5 O& Q, I# W5 P& |# ]3 C. D' o 8.3 短期电压不稳定性的例子) A, m6 p8 x6 M2 d: [4 \* P) x
8.3.1 例1:短期1不稳定性
0 A4 K/ R$ ?+ e' D4 B3 H3 g" g 8.3.2 例2:短期2不稳定性
( c$ L0 N3 V0 w% o6 v0 v 8.3.3 例3:短期3不稳定性% Z6 r# C" c6 U5 H) k$ v) Z I: `
8.4 短期不稳定性的抑制措施
3 ^4 b( U; b( ~/ @6 u! X+ i1 s' p 8.4.1 快速电容器投切
) n2 I8 o4 s* z* ^' K 8.4.2 静止无功补偿器' U8 |4 |& f4 y
8.4.3 高压直流调节% ^4 c0 p5 `. j- }8 g+ ^
8.4.4 快速故障清除
2 Y; l7 Y' l) }* ^& X 8.4.5 快速甩负荷) `( w6 `2 ?* A$ u4 x" K" v
8.5 长期电压不稳定性的情况研究( |2 o6 Q+ p1 b, |% A+ ^: B9 B
8.5.1 案例1:长期1不稳定性
& B; |4 E8 M- a3 T# u. w 8.5.2 案例2:短期一长期1发电机不稳定性
2 Y: d# V2 Y& U G* C( y 8.5.3 案例3:短期一长期1电动机不稳定性
7 l4 x' E6 M& \$ P 8.6 抑制长期不稳定性的校正措施4 ]; O) q3 ^! T8 _
8.6.1 措施的目的
& w' C8 e8 |) T$ f0 w 8.6.2 长期平衡恢复:何地动作
2 l& U S" v; W; M3 W 8.6.3 长期平衡恢复:何时动作
# G' F3 w( \9 g% [4 f3 G3 p, z 8.6.4 校正措施:数量对时间的问题
7 ?" B; L: L! N4 U" r( }& x: b 8.7 习题$ X2 x8 `0 M) o0 B7 g$ V( P7 s
第9章 电压安全评估的标准和方法
9 ^2 o% U% W) J2 E( N$ c 9.1 电压安全:定义和标准! ^2 Z, B! j5 `' r; I# ]8 W
9.1.1 运行状态0 H8 h D2 A0 b Y6 @& u9 B) t4 `
9.1.2 安全分析
7 I5 U; }* w* e# ?# u 9.1.3 安全裕度确定/ i5 `9 }% g* w, \: o! `% T& u2 I
9.1.4 静态方法的符号, w0 G( W. A d; k
9.2 意外事故估计6 O: Q% i6 @0 B. ?! v, E% x. g
9.2.1 意外事故后的电力潮流7 d; a3 @) A4 u( J% Q
9.2.2 不可解情况的电力潮流方法: l" E! [' L m% e+ `' n
9.2.3 VQ曲线
0 Z+ o& O' c; i4 F 9.2.4 多时间标度仿真方法: T) V5 o, f) ]3 Y( g4 d
9.2.5 准稳态长期仿真
! D0 L# p7 v4 C5 ^ 9.3 载荷能力限制计算9 j* y* \8 i2 O$ `, H( e
9.3.1 定义及问题的陈述
4 a: k6 [; i D; r 9.3.2 连续方法2 m6 }$ B' ^+ v2 A
9.3.3 最优化方法+ L3 m: q' l/ c9 P
9.3.4 结合灵敏度分析的时间仿真
+ I2 D7 a& U7 m6 h' X5 k 9.3.5 基于多电力潮流解的方法
. n* M0 b$ [& K, D4 } 9.4 安全运行限制决策
* f/ `9 ]3 g; n# K7 ~ 9.4.1 定义及问题陈述3 {0 G7 r+ e, F$ C
9.4.2 二分搜索, y& f5 J* ^; `( r+ |/ V$ `! w
9.5 不稳定性诊断的特征分析法& p% ?1 v" z( d j; j/ U3 o" c
9.5.1 特征向量分析
$ i/ H9 b" R* R# S5 } 9.5.2 特征向量计算方法
' x/ L8 H" [/ y% ^2 N 9.6 源白实际系统的例子
; |9 q+ L) B1 ]5 Y) _ k 9.6.1 魁北克水电系统的电压稳定性
! ~! x; q# o6 l" B* |7 b& P% { 9.6.2 系统建模( [ M- ~3 y0 B' I7 P1 X
9.6.3 准稳态仿真的有效性0 r9 O% L) p- f5 G9 H
9.6.4 不稳定性机制和抑制措施的例子
; G1 n4 `/ e0 c2 ?# M 9.6.5 安全运行限制决策; a; y5 G) H2 [% S# i0 H
9.6.6 载荷能力限制决策
( e' L5 i) n8 D 9.6.7 临界点识别
! z, ]5 I" c2 P 9.7 实时问题- E# i# X# r6 M& u7 Z
9.7.1 意外事故选择
4 d V* k, J1 J; l 9.7.2 电压稳定性指标7 ?$ F* P p* w6 Z% s2 s' |' ]
9.7.3 自动学习方法 u/ o# ^4 y9 d# V$ m
参考文献9 L) N$ o4 [, d3 Y
索引 |
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