电力系统稳定性理论与方法PDF电子书下载

目录 1

第一篇　暂态稳定分析中域的方法 1

引言 1

第一章　动力系统基础知识 3

1.1　平衡点的稳定性 3

1.1.1　非线性收点 3

1.1.2　平衡点的稳定性 6

1.1.3　李雅普诺夫函数 7

1.1.4　梯度系统 13

1.2　平衡点的分岔 15

1.2.1　结构稳定性 16

1.2.2　中心流形定理 17

1.2.3　平衡点路径的局部分岔的示例 18

1.2.4　双曲平衡点稳定性的类型 21

1.2.5　鞍点和不变流形 24

第二章 电力系统暂态稳定分析的数学模型及其拓扑性质 30

2.1　暂态稳定问题的一般数学描述 30

2.2　稳定边界 32

2.3　电力系统经典模型 35

2.4 电力系统经典模型的拓扑性质 38

2.5 电力系统结构保留模型（Ⅰ）（三种著名的形式） 42

2.5.1　Bergen-Hill模型（简记为B-H模型） 42

2.5.2　Narasimhamurthi-Musavi模型（简记为N-M模型） 44

2.5.3　Tsolas-Arapostathis-Varaiya模型（简记为T-A-V模型） 45

2.6 电力系统结构保留模型（Ⅱ）（一般的状态空间表达式） 47

2.6.1 系统模型 48

2.6.2　退化的系统方程 50

2.6.4　增广系统的李雅普诺夫函数 52

2.6.3　增广系统方程 52

2.6.5　可供选择的李雅普诺夫函数的形式 54

2.7　结构保留模型的拓扑性质 55

2.8 电力系统暂态稳定准则 58

2.8.1　最接近的UEP法 59

2.8.2　相关的UEP法 61

2.9　不稳定模态 62

2.10　使用结构保留能量函数的电力系统暂态稳定分析示例 63

2.10.1　模型 63

2.10.2　结构保留的能量函数 65

2.10.3　稳定域的计算 66

2.10.4　数值例子 67

2.11　小结 71

3.1　引言 73

第三章 电力系统暂态稳定分析PEBS法的理论基础及BCU法 73

3.2　广义梯度系统的稳定域 77

3.3　二阶动力系统的稳定域 80

3.4 d（？）和d（M,D）的平衡点之间的关系 82

3.5　PEBS法的分析 84

3.6　BCU法 90

3.7　小结 92

第四章　割集稳定准则 94

4.1　割集脆弱性指标 95

4.1.1　模型 95

4.1.2　割集脆弱性指标 97

4.2　临界割集与割集稳定准则 100

4.2.1　临界割集 100

4.2.2　割集稳定准则 100

4.2.3　稳定性评价的算法 101

4.2.4　示例 102

4.3　决定临界割集的最大流最小割算法 106

4.3.1　临界能量的近似形式 107

4.3.2　稳定极限的确定 108

4.3.3　实施中的一些考虑 109

4.3.4　确定稳定极限的算法 109

4.3.5　示例 110

4.4　临界割集与1型相关不稳定平衡点间的定量关系 112

第五章　电力系统动态安全域 113

5.1 电力系统功率注入空间的动态安全域 113

5.1.1　数学模型和基本概念 114

5.1.2　暂态稳定域的近似描述 115

5.1.4　动态安全域的实用性质 116

5.1.3　事故期间微分方程的线性化 116

5.1.5　用超平面近似模拟DSR边界 117

5.1.6　算例 118

5.2　临界割集动态安全域 120

5.2.1　临界割集动态安全域的定义 120

5.2.2　临界割集动态安全域的计算和应用 121

5.3　电力系统失稳模态的识别 122

第二篇　小扰动稳定性分析 127

引言 127

第六章 多变量系统稳定性分析的现代频域法 129

6.1　线性定常系统的数学描述 129

6.1.1　输入-输出描述 129

6.1.2　状态变量描述 130

6.2　组合系统的传递函数矩阵 132

6.3　传递函数矩阵的极点和零点 133

6.4　反馈系统的稳定性 134

6.5　多变量奈魁斯特稳定性准则 138

6.6　频域分析中的奇异值分解法 142

第七章　结构保留多变量频域反馈模型 145

7.1 　引言 145

7.2　基本模型 146

7.2.1　发电机相关方程 146

7.2.2　负荷相关方程 150

7.2.3　网络方程式 151

7.2.4　基本框图 151

7.3　结构保留反馈模型 155

7.3.1　框图互联反馈模型 155

7.3.2　区域子系统互联反馈模型 157

7.3.3　节点互联反馈模型 158

7.4　模型的基本性质分析 159

7.5　传递函数矩阵的互质多项式矩阵分解 162

7.6　扩展模型 164

7.6.1　发电机定子和转子方程 164

7.6.2　网络方程式 166

7.6.3　模型描述 168

第八章 电力系统小扰动稳定性分析 171

8.1 引言 171

8.2　小扰动稳定性准则 172

8.3　分散型小扰动稳定性准则 174

8.3.1 基本定理 174

8.3.2　基本问题分析 176

8.3.3　示例 178

8.4　结构保留模型极点分析 180

8.4.1 闭环主导极点的振荡频率和衰减常数的估计 181

8.4.2　机械振荡模式的频率分布 182

8.4.3　发电机和闭环极点关联特性 185

第九章 电力系统鲁棒稳定性分析 188

9.1　模型不确定性的描述 188

9.1.1　加法型和乘法型扰动描述方法 189

9.1.2　分式型扰动描述方法 190

9.2　代数鲁棒稳定性检验准则 191

9.2.1　单一子系统具有不确定性 192

9.2.2　多个子系统具有不确定性 195

9.2.3　应用 196

9.3　范数鲁棒稳定性分析准则 198

9.3.1　基本准则 198

9.3.2　部分子系统具有不确定性的特殊准则 201

9.3.3　电力系统稳定器的鲁棒稳定性评估 204

9.3.4　次同步谐振现象的鲁棒稳定性分析 205

10.1 引言 213

第十章 电力系统小扰动稳定域 213

10.2　多机电力系统模型的状态空间描述 216

10.2.1　模型的数学描述 216

10.2.2　模型的基本性质 218

10.3　电力系统小扰动稳定性准则 221

10.4　静态安全域的小扰动稳定性 223

10.5　小扰动稳定域的性质 226

10.5.1　开集性质及对称性 226

10.5.2　连通性 228

10.5.3　不连通域数目的有限性 230

10.5.4　唯一性 231

第三篇　电力系统的电压稳定性 235

引言 235

11.2.1　幅射状系统 236

11.2　实际考察与慢动态 236

第十一章 电压稳定性的基本概念 236

11.1　定义 236

11.2.2　局部无功短缺 238

11.2.3　级联效应Cascading 239

11.2.4　长传输线和静态稳定性 240

11.2.5　现行的分析方法 240

11.3　邻近电压崩溃的指示 244

11.3.1 基于潮流解的邻近电压崩溃指示VCPI 244

11.3.2　基于一般潮流解的电压稳定性指标Li 244

11.3.3　基于解对的邻近电压崩溃的指示VIPI 246

11.3.4　电压稳定控制区 247

11.3.5　雅可比矩阵最小奇异值检验 247

11.4　研究电压不稳定现象的三种时间框架 249

11.4.2　场景／时间框架2——经典电压稳定性 250

11.4.1　场景／时间框架1——暂态电压稳定性 250

11.4.3　场景／时间框架3——长期电压不稳定性 252

11.5　改善电压稳定问题的技术 254

11.6　小结 255

第十二章　简单电力系统中的动态电压崩溃 256

12.1 电压稳定域与经典时间框架下的电压崩溃 256

12.1.1 模型 256

12.1.2　动态机制 258

12.2　基于感应电动机动态方程的电压崩溃过程分析 261

12.3　中心流形电压崩溃模型 264

12.4　详细发电机模型下的电压稳定性与最大负荷能力 267

12.5　动态负荷模型 272

12.6.1　静态电压稳定的能量函数测度 275

12.6　电压稳定性分析中的能量函数法 275

12.6.2　统一的能量函数框架 276

12.7　可行域 281

第十三章 电力系统的电压稳定域与经典时间框架下的电压崩溃 283

13.1　网络方程 283

13.2　负荷动态对电压稳定性影响的分析 285

13.2.1　平衡点的性质 286

13.2.2 电压稳定域的构造 289

13.2.3　电压崩溃域 290

13.3　有载调压变压器和发电机励磁的作用 291

13.3.1　有载调压变压器的作用 291

13.3.2　发电机无功容量的作用 292

13.4　电压崩溃的其他问题 294

13.4.1　把闭锁有载调压变压器作为一种控制 294

13.5　示例 295

13.4.2　有功潮流的作用 295

13.6　小结 301

第十四章 电压稳定性测度与模型的综合分析 303

14.1　综合分析的一般性模拟 303

14.2　分岔分析 304

14.3　灵敏度分析 306

14.4　非线性动态方法 307

14.5　样板系统模型和邻近性测度的比较 309

14.6　小结 314

附录A　符号表 316

A.1　数学符号 316

A.1.1　集合符号 316

A.1.2　代数符号 316

A.2.2　集合符号 317

A.2.1　简写符号 317

A.1.3　简写符号 317

A.1.4　解析中同函数有关的概念及称呼 317

A.2　电力系统符号 317

A.2.3　下角标符号 318

A.2.4　上角标符号 318

A.2.5　一般符号 318

附录B　基于直接法的动态安全性指标的比较 321

B.1　模型与直接法概念的再描述 322

B.2　吸引域RA与近似吸引域ARA的再描述 327

B.3　直接法的概括 328

B.4　行为指标的型式 331

B.4.1　能量型行为指标的综合比较（表B.2.0） 331

B.4.2 势能分量的比较（表B.2.1-B.2.4） 332

B.5.1　引言 337

B.5　门限 337

B.5.2　独立于轨迹的方法的门限 340

B.5.3　依从于轨迹法的门限 342

B.6　系统模型 344

B.7　结论 347

附录C　多项式和有理函数矩阵 350

C.1　多项式 350

C.2　多项式矩阵 350

C.3　有理函数矩阵 353

附录D　稳定平衡点的唯一性和两个预备定理 355

D.1　稳定平衡点的唯一性 355

D.2　两个预备定理 355

参考文献 357