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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.)
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:
来源:
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目录
2 W6 y$ F8 M! i0 E [ 第I部分 设备与现象
* D$ m& v8 P' j 第1章 简介% S* `+ C8 s) h! X
1.1 为什么不是另一本书4 D% I; v- Y# R' c/ u; b+ z
1.2 电压稳定性
5 R- J. Y- q% i E0 \ 1.3 电力系统稳定性的分类* ~' _6 c/ m! U) \- C( @9 c& n
1.4 本书的结构! |: ^' e0 p8 M# H% b+ s- _
1.5 符号
* y) a8 q, t% \( ?2 P J 第2章 传输系统方面
& k2 L7 t: @, y7 l9 W/ B- \ 2.1 单负荷无穷大母线系统
4 U, ?- `9 u I# b' F 2.2 最大可传输功率) Z7 a; H$ m9 K: {, w+ r, W* I
2.2.1 无约束最大功率* e7 D$ T- P3 ]9 k( E4 w+ C" v
2.2.2 在一个给定负荷功率因数下的最大功率
* c& f$ \- x. _3 l# d 2.2.3 从电力潮流方程推演的最大功率3 Z2 D) D @& ^- \3 X7 ~
2.3 功率—压关系
$ C) D0 o2 Q7 L1 c 2.4 发电机无功功率要求
, r( r& C6 R# o: L* e 2.5 对不稳定性机制的一个简单阐述7 [- k9 M6 E% D4 g
2.5.1 与负荷PV特性相对的网络 c, U/ G+ C' [3 r& x5 n$ o! G
2.5.2 不稳定性现象
/ t' _7 f" ^: f/ {9 x* Z: I 2.6 补偿的影响- X$ ?5 T- ^ H1 A% u
2.6.1 线路串联补偿
6 e" K; c! k/ Y6 u$ O 2.6.2 并联补偿. u6 b' V% D7 t8 H
2.6.3 静止无功补偿器
0 K' h% ^" q! o 2.7 VQ曲线
4 ]' j7 h* U0 `1 T% v 2.8 可调节变压器分接头比例的影响; r" Q" Q! F( B
2.9 习题% n! R% Y$ v4 Y2 ^4 I
第3章 发电方面: g! S* n" b) r& S% z, l4 b
3.1 同步发电机理论的回顾
/ b, M8 H1 z2 r. c+ y5 [ 3.1.1 基本的建模假设
" I* M1 g5 I s# E 3.1.2 派克方程
8 }$ A, v1 k. {+ N F* b 3.1.3 运动动态, \+ o- D+ g3 N* Q7 i$ l7 O
3.1.4 仅考虑励磁的简化建模
' z: E6 [$ Y6 { }3 z 3.1.5 相量表示法
6 x8 | x/ }$ `" q 3.1.6 同步参考轴. H! A8 T# s+ E( `: h1 S, i
3.1.7 功率关系式: s- o8 r7 }) D3 n; h) ^9 G. p8 S
3.1.8 饱和的建模& e) {% E& i* K1 D; U8 ^2 U* A
3.1.9 涉及饱和的稳态关系; ?" H8 ]0 u& ]8 @+ @# E) s
3.1.10 关于标幺值系统8 D7 Q- O0 l( g+ v$ k
3.2 频率和电压控制器
9 A( j) O2 T# ? 3.2.1 频率控制器概述* ]/ C. U0 k; z; i; E9 b6 ~/ k
3.2.2 自动电压调节器 f# }$ R0 y" L# w W& K; c1 P5 ?
3.2.3 二次电压控制: h% t& F1 `" t& E; i M
3.3 影响电压稳定性的限制装置7 L! ~( q& k4 E9 D# O! t
3.3.1 过励磁限制器:描述
+ w5 [: j0 D/ p7 Q& W0 \ 3.3.2 过励磁限制器:建模
5 K" O* R% S" p" N- H 3.3.3 电枢电流限制器/ y( _- K' ~( T: H# B
3.4 同步发电机的电压一无功特性3 X2 e% n( S$ S5 S8 H& v$ Q. V
3.4.1 在自动电压调节器控制下的发电机
+ ^, |( s' G, d5 X3 I/ y. a3 U 3.4.2 在励磁电流限制下的发电机 z& g' q$ q. F9 G' I7 [
3.4.3 在电枢电流限制下的发电机2 {! U, X% c _- ]; T! b% x
3.4.4 讨论) Q1 ?! h" D. F8 @7 O
3.5 容量曲线
/ x Z5 ?" _# L! Q. Z( n7 w4 V 3.5.1 简化情况:非饱和隐极机6 o# m1 w) i0 f. y2 r
3.5.2 通常情况:详细建模
( Q5 o* m' }2 B$ O* ]0 M/ O 3.6 关于可传输功率的发电机限制影响
1 z5 z% b0 ~; p+ | 3.7 习题% K" H. Z; d/ `' ^. u9 L
第4章 负荷方面5 ~$ V* F+ n' c L. Z
4.1 依赖于负荷的电压
4 \7 L' o: A2 r8 b5 G 4.1.1 负荷特性8 o2 g X- k5 A9 D% \
4.2 负荷恢复动态" m5 h8 r, S+ X% o" u
4.3 感应电动机
& L& G; L/ E6 c, L' j8 B 4.3.1 感应电动机的重要性 r$ A8 e+ k$ z& V( p
4.3.2 电动机建模& T* }4 r5 u. _' s; O7 ^; R7 G
4.3.3 受机械转矩影响的电动机行为) {# D& B# ?& L& H7 R! B4 a$ P
4.3.4 单相感应电动机
2 Q6 J8 G+ }& q, { 4.4 有载分接头转换器
# I' _1 `# c4 J+ a1 A% A 4.4.1 描述+ g, @9 b3 t! d/ V( ?& x- A
4.4.2 有载分接头转换器的建模! |5 r" d8 }& I! P3 P o1 u/ w
4.4.3 通过有载分接头转换器实现的负荷恢复* j) H* h: a9 Q! ?1 J, A. z
4.4.4 多级电力系统的有载分接头转换器
+ M' G/ H' G/ d- L6 r 4.5 恒温负荷恢复
# l; X. P' z9 Y) T 4.6 一般的综合负荷模型
7 N [0 h+ F& p6 g1 q0 B% u# S 4.6.1 负荷综合
* L- b# I$ a; J! _" f1 U 4.6.2 自恢复负荷的通用模型
4 r2 i& U, q) D- h2 m 4.7 高压直流联络线路
9 w7 t1 g1 K& }0 D4 F7 q+ y- n; y2 A9 [1 W 4.8 习题
. o, C. u8 V; z 第II部分 稳定性机制和分析方法, K# B2 j0 t* A
第5章 数学基础! R; Z# g" Y1 V v0 p
5.1 微分方程(定性理论)
w: k( M( J0 a 5.1.1 解的存在性和唯一性
. y! n$ i0 e/ s1 Z 5.1.2 平衡及其稳定性
, i- h4 g! d8 { 5.1.3 不变流形
. Q5 Y7 y4 ~2 {. h6 w/ C1 T 5.1.4 极限环及其稳定性
1 b% |' q; E7 Z 5.1.5 吸引域
$ t7 s% Z# u: ?. x9 k. |4 s 5.2 分岔
$ e& L) W: B. Z! E O% D 5.2.1 什么是分岔" _) } r' h" U
5.2.2 鞍结点分岔
- e3 M0 N4 h( [/ d5 G" u 5.2.3 霍普夫分岔
5 y& ^; M `) |: k2 r" W 5.3 微分一代数系统
1 L( ~( o0 D. P3 i' v 5.3.1 平衡点与稳定性- y7 y1 k; \% z' e
5.3.2 研究代数方程奇异性" Y* N% Y: V" f# j1 a" w( R
5.4 多时间标度, y7 o- |: @6 e& @
5.4.1 奇异摄动. D3 ]5 Z ~) u
5.4.2 慢流形
/ {# ?+ _. |' L) m+ Q# m 5.4.3 慢动态和快动态
, v. d; W& H+ ~ 5.4.4 例:分解的振荡器" c( b7 L, m a5 ^* e* U) U1 |% I
5.4.5 在二时间标度系统中的奇异点
! }; e: e& v+ K, h5 F/ x, c# W 第6章 建模:系统观点+ I1 X, E6 |/ I3 `
6.1 一般动态模型的概述
& Y8 L' f4 W6 G/ o2 e7 g5 k7 c 6.1.1 瞬时响应:网络( l7 R7 v9 e( j" P+ O# G
6.1.2 短期动态( s& a; a8 P6 H
6.1.3 长期动态
. k7 L/ w9 g2 G* q- V: a8 r8 x 6.2 网络建模
5 n8 Z3 s4 ]6 R 6.2.1 向量形式的网络模型
. `" ~* }! }1 Z/ \ 6.2.2 双端口建模
0 T; j# z: T3 _6 S4 I. u 6.2.3 复电流公式
& S( f7 F0 X; y- ^ 6.2.4 实电流和虚电流公式
t. D5 g* b2 U 6.2.5 有功电流和无功电流公式6 k' H6 S2 i2 `; N1 M3 @
6.3 一个详细的例子3 j' U& F) P+ |0 v5 N
6.3.1 全面描述
7 t4 ~" r& \3 \/ H 6.3.2 主要的建模假设
]* m8 g3 {" C/ P% B) a8 k+ z( w- u, b 6.3.3 网络建模
$ Y, a0 V6 w8 K# k/ \- {6 V 6.3.4 发电机建模
: D) I9 l" B/ X 6.3.5 负荷建模
. H8 R% E$ i5 T9 a3 l# e 6.3.6 总结
9 p- M6 T& g3 Y3 `' c 6.4 时间标度分解透视9 @: Y. Z! Y1 y- g% n
6.5 电压稳定性研究的平衡方程
% k4 o9 c5 _4 K7 S0 w0 B+ P+ k 6.5.1 短期动态平衡
2 _; |+ [4 P; L9 L1 ` 6.5.2 长期动态平衡
- J0 y5 E6 M6 |6 f2 h: \ 6.5.3 将平衡方程约简到仅存网络方程
# p3 F. ]4 A! h* v1 G1 H 6.5.4 关于电力潮流方程的应用0 [5 y7 m' K6 H
6.6 详细的例子(续):平衡公式
% e$ P2 {, x/ P1 {6 w" ~ 6.6.1 网络方程
6 f2 }" L! A& Z! Q% c/ h% S 6.6.2 发电机平衡方程9 ~+ F- ~+ p* b7 i$ P2 S; [' r1 y3 C
6.6.3 负荷平衡方程5 B: ]$ A+ r4 b/ x, n6 X
6.7 数据处理问题9 h9 q# _8 x( n9 F/ Q# L; l+ b$ a
第7章 载荷能力、灵敏度和分岔分析, e1 ]+ C/ _( K3 g! M0 T
7.1 载荷能力限制: i% L# e. n ]6 j" K5 l
7.1.1 负荷特性的影响5 C' ?+ c M# |& X
7.1.2 载荷能力限制的特性
! y( R7 X6 k: Q* z* V 7.1.3 关于两母线系统的例证. v( a4 S# o% c
7.2 灵敏度分析6 ^+ v& Y) H2 l8 a4 N% y/ M9 U
7.2.1 灵敏度的推导
9 U7 R8 r) x8 m! u( P: u 7.2.2 关于两母线系统的例证
* M% z# Y9 Q& [' T 7.3 分岔分析* |' [! W4 j4 `
7.3.1 建模需要考虑的事项
, X3 C1 Y4 {! j- w+ ` m 7.3.2 短期动态的鞍结点分岔( _& l, Q* E9 m7 r
7.3.3 例子- U6 C. R3 F6 Y8 b; l# o* S; E
7.3.4 长期动态的鞍结点分岔
( U, A* }9 `& M; w, M+ D 7.3.5 例子
9 w: \5 [0 p) U$ I5 \& I5 h2 g# E 7.3.6 时间标度之间的相互作用6 K: @3 C1 `% B V, N9 r
7.3.7 例子- b" \- f6 W3 e' x
7.4 特征向量和奇异向量特性9 }$ W, d9 X. x; M
7.4.1 关于特征向量的应用7 \; ?5 Q# f9 `( {, e
7.4.2 关于奇异值分解
( a& j2 D6 L. A: u9 ^# q 7.5 载荷能力曲面或分岔曲面/ @0 |% z8 f2 Z+ e8 j
7.5.1 参数空间
! g2 f& L3 J- M% [+ ]4 W' m 7.5.2 法向量和最近分岔点
1 d- O0 p( m. }, n- K% o 7.5.3 对参数裕度的灵敏度
2 F/ D9 K; u" U4 Y% c- |1 X 7.6 存在不连续性的载荷能力限制$ J# G2 a7 E" ?; R d; m5 j
7.6.1 不等式约束公式
9 B7 o6 n7 i; C& [0 F- f# G" Z 7.6.2 对受限发电机的应用9 F0 [9 X! v- Q+ O0 {
7.6.3 关于灵敏度的影响
- ?" v" U8 m1 z 7.7 习题! [. z. s: c- ~ D
第8章 不稳定性机制及抑制措施$ n- ~$ J) t3 e
8.1 措施类型
. j$ K# w) O! M1 r 8.2 不稳定性机制的分类
5 Z5 r( t) m% V. H0 p, ?5 t4 y 8.2.1 短期电压不稳定性
7 B- ]% `' Z# V3 w* ~ 8.2.2 长期电压不稳定性1 ^& [. ~, u) x1 C
8.2.3 由长期动态诱导的短期不稳定性
3 u8 b. O/ D/ l% p 8.3 短期电压不稳定性的例子' @. a" T) r6 O
8.3.1 例1:短期1不稳定性
. F' c O2 ^0 y0 F 8.3.2 例2:短期2不稳定性% a( ]7 Q$ p5 i8 L
8.3.3 例3:短期3不稳定性
+ A9 b' g! j4 ]( Z( c4 @4 Z" s 8.4 短期不稳定性的抑制措施
- M' [& _5 m0 _9 y/ I0 k8 C8 k 8.4.1 快速电容器投切0 J2 E% o0 c; }
8.4.2 静止无功补偿器
+ M+ {2 J U, ]" L 8.4.3 高压直流调节
* E* V- q' o8 c) i+ {# m 8.4.4 快速故障清除2 P& S6 Y. J* |
8.4.5 快速甩负荷7 a, n5 v: Q0 U* z
8.5 长期电压不稳定性的情况研究+ P x2 u* e0 k3 X8 j
8.5.1 案例1:长期1不稳定性
9 Q# J8 W* k0 b: P# ?3 D' u 8.5.2 案例2:短期一长期1发电机不稳定性
D U7 M! w) v& ]: ]5 R$ I 8.5.3 案例3:短期一长期1电动机不稳定性* y0 X8 ^- i5 h( A( E
8.6 抑制长期不稳定性的校正措施/ p0 \2 e9 t1 Q* d" N
8.6.1 措施的目的
& k e+ E. s2 Z5 V ? 8.6.2 长期平衡恢复:何地动作8 r' h t& ]3 h* ^; K) U' b! v/ [
8.6.3 长期平衡恢复:何时动作8 t( Q8 m: |& R4 |; S+ o
8.6.4 校正措施:数量对时间的问题
" I8 }! P" l' E8 o% J7 b2 h 8.7 习题6 o3 {& q) b6 w& X5 p
第9章 电压安全评估的标准和方法2 O+ N6 V2 ^, c. I1 A
9.1 电压安全:定义和标准
3 q, N1 a/ n$ w/ \2 W0 e 9.1.1 运行状态
: X8 c5 b4 k8 F* h3 i$ i 9.1.2 安全分析
, w4 k% G) X( B6 I 9.1.3 安全裕度确定
/ V; s% Q6 ~/ p1 f( i: j 9.1.4 静态方法的符号7 ]) I' g* c E0 r/ T4 c% {
9.2 意外事故估计4 O7 |# H$ \, P6 b C$ H- j5 k2 }
9.2.1 意外事故后的电力潮流% g. n7 \0 l+ g1 I S* {
9.2.2 不可解情况的电力潮流方法& M3 P" h$ N! s5 [( @, X
9.2.3 VQ曲线
: z2 w4 n6 b# ~, A6 f" @0 e: u 9.2.4 多时间标度仿真方法3 {8 o' F+ x5 V$ d( S' O& Y
9.2.5 准稳态长期仿真
% w& `( k, J. P 9.3 载荷能力限制计算8 U, X* K) N V% v9 }5 ?
9.3.1 定义及问题的陈述
! \* {1 E. Y7 n$ r0 w 9.3.2 连续方法
4 ^- R' `: h; B; P& h0 T# E 9.3.3 最优化方法 B7 n' T# n" Q
9.3.4 结合灵敏度分析的时间仿真+ K9 m; a5 d, W
9.3.5 基于多电力潮流解的方法
2 p+ X: |6 W* ~2 k 9.4 安全运行限制决策
: y' Z5 I( c' X/ C4 [, b 9.4.1 定义及问题陈述+ Z7 ?% H) h5 G C+ i# _" G) r1 [
9.4.2 二分搜索
( M1 J7 M: O# U2 g/ u1 t5 P 9.5 不稳定性诊断的特征分析法
. `' r4 b# D% [5 G& Y# Q* q/ N( y 9.5.1 特征向量分析
6 I% P/ ]) @0 L 9.5.2 特征向量计算方法
' Z; I# |$ u1 ^: I- l+ ` 9.6 源白实际系统的例子
G5 G* I0 T) a& V 9.6.1 魁北克水电系统的电压稳定性% m# @3 n) v8 \$ u; c
9.6.2 系统建模
0 c( _+ k S+ G" t 9.6.3 准稳态仿真的有效性
6 g" c7 G$ i6 O' i2 ]2 Z( e# L, C; F 9.6.4 不稳定性机制和抑制措施的例子; ^* A! t- G. }
9.6.5 安全运行限制决策
" Z4 k+ _+ U' Z+ n 9.6.6 载荷能力限制决策7 ~# ~% l6 k' Y2 j( q: E+ R
9.6.7 临界点识别 Z5 e K1 N+ z& ^7 B. M- L/ J$ \" m
9.7 实时问题 J4 i) @3 b+ y+ H. y
9.7.1 意外事故选择
. X! ?9 t9 h. l& X) v- S6 q 9.7.2 电压稳定性指标: ~/ A. j) K7 Q* L, m w. K* Y
9.7.3 自动学习方法# B0 @5 N& x0 H, L1 O' K
参考文献
& O! y: e! o, D: F6 h/ }: p 索引
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