电力系统稳定性

图书标准信息

• 作者 张俊勃；刘云；黄钦雄；谢志刚
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2023-03
• 版次 31
• ISBN 9787030751638
• 定价 128.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 404页
• 字数 614千字

【内容简介】

本书系统地介绍了电力系统稳定性基础研究体系，提供了研究电力系统稳定性的普适方法。首先梳理电力系统稳定问题的历史发展脉络，明确电力系统稳定性相关术语的定义，总结电力系统稳定性研究体系和研究路径。然后介绍电力系统稳定性研究路径的基础环节，包括电力系统功率特性、电力系统动态特性以及动态分析方法。在此基础上，介绍电力系统在静态、暂态和振荡过程中涉及的稳定机理、稳定特性以及各类稳定分析方法和稳定分析判据。最后介绍电力系统稳定性的提升方法，包括电力系统静态稳定、暂态稳定和振荡稳定的控制机理及其所对应的规划和控制思路等。

【目录】

第1章　绪论　1　 

1.1　电力系统稳定的历史概述　1　 

1.2　对电力系统稳定问题的再认识　13　 

1.2.1　电力系统稳定术语定义　13　 

1.2.2　多角度再认识电力系统稳定问题　16　 

1.2.3　电力系统稳定问题的分析方法　19　 

1.3　本书的主要内容　23　 

参考文献　24　 

第2章　电力系统功率特性　27　 

2.1　二端口网络的功率特性　27　 

2.1.1　二端口网络功率特性的一般表达　27　 

2.1.2　电力系统的二端口网络功率特性分析　31　 

2.2　单机无穷大系统的功率特性　34　 

2.2.1　同步发电机的功率特性　34　 

2.2.2　新能源并网逆变器的功率特性　37　 

2.2.3　几类单机无穷大系统的功率特性对比　43　 

2.3　单负荷无穷大系统的功率特性　46　 

2.3.1　负荷节点馈入功率特性　46　 

2.3.2　负荷用电功率特性　47　 

2.3.3　负荷的静态工作点　50　 

2.4　网络参数对功率特性的影响　50　 

2.4.1　串联电阻的影响　50　 

2.4.2　线路中并联电阻的影响　54　 

2.4.3　线路中并联电抗的影响　58　 

2.4.4　PCC　点并联电容的影响　61　 

2.5　控制对功率特性的影响　63　 

2.5.1　无功电压控制对同步发电机功率特性的影响　63　 

2.5.2　无功电压控制对构网型逆变器并网点功率特性的影响　65　 

2.5.3　无功电压控制对跟网型逆变器并网点功率特性的影响　66　 

2.6　复杂电力系统功率特性　70　 

参考文献　73　 

第3章　电力系统动态分析　74　 

3.1　电力系统动态特性　74　 

3.2　电力系统机电暂态分析　76　 

3.2.1　基本假设　76　 

3.2.2　机电暂态分析基本原理　78　 

3.3　数值积分方法　82　 

3.3.1　数值积分的思想与方法　82　 

3.3.2　方法性质讨论　85　 

3.3.3　电力系统机电暂态分析的数值积分方法　91　 

3.4　非线性代数方程组求解方法　92　 

3.4.1　同步求解法　93　 

3.4.2　交替求解法　97　 

3.4.3　同步与交替求解中的线性代数方程组计算　103　 

3.5　机电暂态分析的深入讨论　105　 

3.5.1　非线性代数方程组迭代收敛机理　105　 

3.5.2　交替求解的过程自适应算法　110　 

3.5.3　并行计算　119　 

3.6　影响机电暂态分析的其他因素　125　 

3.6.1　时域过程中的特殊模型　125　 

3.6.2　特殊模型对机电动态过程的影响　137　 

3.6.3　计及各类特殊模型后的机电暂态分析流程　141　 

3.7　机电暂态分析的发展趋势　143　 

3.7.1　机电暂态分析的算例自适应方法　143　 

3.7.2　机电暂态分析工具的架构升级　146　 

3.7.3　基于机电暂态分析的电力系统稳定综合分析工具　147　 

3.8　电力系统电磁暂态分析　149　 

3.8.1　电磁暂态分析的基本原理　149　 

3.8.2　电磁暂态分析与机电暂态分析的对比和讨论　165　 

3.8.3　机电电磁混合分析　167　 

参考文献　168　 

第4章　电力系统静态稳定分析　169　 

4.1　简单电力系统的静态同步稳定分析　170　 

4.1.1　单机无穷大系统的静态同步稳定分析　170　 

4.1.2　双机系统的静态同步稳定分析　173　 

4.1.3　对简单电力系统静态同步稳定分析的进一步讨论　176　 

4.2　简单电力系统的静态电压稳定分析　177　 

4.2.1　单负荷无穷大系统的静态电压稳定分析　177　 

4.2.2　对简单电力系统静态电压稳定分析的进一步讨论　185　 

4.3　复杂电力系统静态稳定分析　185　 

4.3.1　复杂电力系统静态稳定极限实用计算方法　185　 

4.3.2　复杂电力系统静态稳定极限机理分析方法　191　 

4.4　静态稳定分析发展趋势　197　 

参考文献　201　 

第5章　电力系统暂态稳定分析　202　 

5.1　暂态同步稳定分析　203　 

5.1.1　暂态同步稳定分析的等面积法　203　 

5.1.2　暂态同步稳定分析的能量函数法　207　 

5.1.3　能量函数法的局限和深入　221　 

5.2　暂态电压稳定分析　227　 

5.2.1　暂态电压失稳机理分析　227　 

5.2.2　暂态电压稳定分析方法　231　 

5.3　暂态频率稳定分析　242　 

5.3.1　暂态频率稳定的惯性评估法　243　 

5.3.2　暂态频率稳定分析的深入　252　 

5.4　暂态稳定分析的未来趋势　264　 

参考文献　266　 

第6章　电力系统振荡问题分析　267　 

6.1　特征分析法基本原理　268　 

6.1.1　线性系统的稳定性　268　 

6.1.2　线性系统的特征量及其性质　269　 

6.1.3　电力系统状态空间模型及特征分析法　272　 

6.2　基于阻抗的稳定分析方法　287　 

6.2.1　阻抗法的分析原理　287　 

6.2.2　基于（广义）奈奎斯特判据的系统稳定分析　288　 

6.3　复转矩系数法　291　 

6.3.1　单机无穷大系统的复转矩系数分析　291　 

6.3.2　控制系统引起的同步转矩和阻尼转矩变化　293　 

6.3.3　系统参数对稳定性的影响机理　294　 

6.4　基于Hopf分岔理论的非线性电力系统稳定分析　295　 

6.4.1　极限环　295　 

6.4.2　Hopf分岔理论　297　 

6.4.3　基于Hopf分岔理论的简单电力系统稳定分析　298　 

6.5　关于振荡问题的深入研究　300　 

6.5.1　高阶系统特征分析的数值计算方法　300　 

6.5.2　概率特征分析法　308　 

6.5.3　基于微扰动的频率响应特性实测法　312　 

6.6　振荡分析方法发展展望　318　 

参考文献　320　 

第7章　提升电力系统稳定性的方法　321　 

7.1　考虑系统稳定性的电力系统规划　321　 

7.1.1　改善系统静态稳定性　322　 

7.1.2　改善系统暂态稳定性　324　 

7.2　暂态稳定控制　325　 

7.2.1　暂态同步稳定控制　325　 

7.2.2　暂态电压稳定控制　332　 

7.2.3　暂态频率稳定控制　334　 

7.2.4　提高暂态稳定的综合防御措施　338　 

7.3　暂态稳定控制器设计方法简介　342　 

7.4　振荡稳定控制　344　 

7.4.1　同步发电机励磁附加控制　345　 

7.4.2　高压直流输电联络线功率调制附加阻尼控制　348　 

7.4.3　静止无功补偿器附加阻尼控制　351　 

7.5　振荡稳定控制器设计方法简介　352　 

7.5.1　基于复力矩系数法的PSS相位补偿设计方法　353　 

7.5.2　基于特征根配置法的PSS设计　355　 

7.5.3　基于留数法的多机系统PSS设计　356　 

参考文献　357　 

附录A　电力系统中常见模型介绍　358　 

A.1　同步发电机及其控制系统模型　358　 

A.1.1　同步电机实用模型　358　 

A.1.2　典型励磁系统数学模型　361　 

A.1.3　调速器数学模型　363　 

A.1.4　PSS模型　364　 

A.2　风力发电机模型　365　 

A.2.1　风电机组机械系统模型　366　 

A.2.2　双馈感应发电机动态模型　370　 

A.2.3　永磁同步发电机动态模型　380　 

A.3　光伏发电系统模型　382　 

A.3.1　光伏阵列实用模型　382　 

A.3.2　光伏并网变流器动态模型　383　 

A.3.3　光伏并网变流器控制模型　385　 

附录B　部分公式推导　387　 

B.1　同步坐标下多机系统暂态能量函数实际计算公式　387　 

B.2　惯量中心坐标下的多机系统暂态能量函数和临界能量实际计算　388　 

B.3　电力电子并网系统特征方程表达式　389