电力系统建模理论与方法PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　电力系统建模的重要意义 1

1.2　电力系统建模的基本概念 2

1.2.1　电力系统模型 2

1.2.2　电力系统建模 2

1.2.3　电力系统辨识 2

1.2.4　电力系统建模对象 3

1.3　电力系统建模的研究概述 3

1.3.1　研究的难点 3

1.3.2　研究的历程 4

1.3.3　研究的趋势 4

参考文献 5

第2章　电力系统建模的基本理论 6

2.1　电力系统建模的基本途径 6

2.1.1　基于元件机理的方法 6

2.1.2　基于测量辨识的方法 6

2.1.3　基于仿真拟合的方法 7

2.1.4　混合方法 8

2.2　电力系统模型的结构特性 8

2.2.1　灵敏度 8

2.2.2 可辨识性 14

2.2.3 可区分性 26

2.2.4 可解耦性 27

2.2.5　难易度 29

2.3　电力系统线性模型的辨识方法 31

2.3.1　参数辨识概述 31

2.3.2　时域辨识方法 32

2.3.3　频域辨识方法 34

2.4　电力系统非线性模型的辨识方法 38

2.4.1　基本原理 38

2.4.2　电力系统非线性辨识的遗传方法 40

2.4.3　电力系统非线性辨识的进化策略方法 44

2.4.4　电力系统非线性辨识的蚁群方法 46

参考文献 48

第3章　电力系统建模的基本技术 51

3.1　电力系统建模的数据采集与处理 51

3.1.1　数据的来源 51

3.1.2　数据的采集 51

3.1.3　数据的处理 53

3.2　电力系统建模的WAMS平台 57

3.2.1　WAMS系统结构 57

3.2.2　相量测量方法 60

3.2.3　功角测量方法 63

3.3　电力系统建模的校验方法 66

3.3.1　基于残差的校验 66

3.3.2　基于干扰的校验 67

3.3.3　基于功率谱密度的前验 67

3.3.4　仿真算例 67

3.3.5　应用实例 70

3.4　电力系统建模系统 72

3.4.1　节点级建模装置 72

3.4.2　系统级建模系统 73

3.4.3　分层次一体化建模系统 75

参考文献 78

第4章　同步发电机组的建模 80

4.1　概述 80

4.1.1　研究意义 80

4.1.2　研究现状 81

4.1.3　研究趋势 82

4.2　同步发电机的模型 83

4.2.1　同步发电机的Park模型 83

4.2.2　同步发电机的实用模型 85

4.2.3　Park模型与实用模型的参数关系 88

4.3　同步发电机建模的抛载方法 95

4.3.1　抛载后的动态过程 95

4.3.2　参数辨识 97

4.3.3　仿真算例 99

4.4　同步发电机建模的时域方法 101

4.4.1　基于实用模型的参数辨识 101

4.4.2　基于Park模型的参数辨识 111

4.5　同步发电机建模的频域方法 119

4.5.1　基本原理 119

4.5.2　可辨识性分析 120

4.5.3　频域灵敏度分析 122

4.5.4　仿真算例 123

4.6　同步发电机建模中的饱和问题 127

4.6.1　同步发电机的饱和效应 127

4.6.2　计及饱和的模型 128

4.6.3　仿真算例 128

4.7　励磁系统的建模 131

4.7.1　励磁系统的组成 131

4.7.2　励磁功率部分的模型 132

4.7.3　电压测量与电流补偿部分的模型 136

4.7.4　励磁控制部分模型 137

4.7.5　电力系统稳定器的模型 138

4.7.6　各种限制与保护的模型 138

4.7.7　励磁系统的参数实测 138

4.8　原动机及其调速系统的建模 141

4.8.1　原动机的模型 141

4.8.2　调速系统的模型 145

4.8.3　原动机与调速系统的参数实测 149

参考文献 151

第5章　电力系统的动态等值建模 154

5.1　概述 154

5.1.1　动态等值的目的意义 154

5.1.2　动态等值的研究内容 154

5.1.3　动态等值的研究进展 155

5.2　动态等值的方式 157

5.2.1　动态等值的方式 157

5.2.2　异步迭代算法 159

5.3　动态等值的模型 166

5.3.1　动态等值模型的结构 167

5.3.2　缓冲网节点的选择 168

5.3.3　动态等值模型的方程 169

5.4　动态等值建模的同调方法 171

5.4.1　基本原理 171

5.4.2　发电机群的动态等值 172

5.4.3　电动机群的动态等值 186

5.4.4　剩余网络的化简 191

5.4.5　仿真算例 192

5.5　动态等值的辨识方法 212

5.5.1　基本原理 212

5.5.2　动态等值模型的可辨识性 213

5.5.3　动态等值模型的参数辨识 217

5.5.4　动态等值的混合方法 218

5.5.5　仿真验证 219

5.5.6　工程实例 221

5.6　动态等值的模态方法 223

5.6.1　近似线性化模态方法 223

5.6.2　精确线性化模态方法 224

5.7　配电网的动态等值 232

5.7.1　配电网动态等值的模型结构 233

5.7.2　配电网动态等值的方法 233

5.7.3　仿真算例 237

5.8　地区电网的模型拼接 239

参考文献 240

第6章　电力系统的负荷建模 244

6.1　概述 244

6.2　电力负荷的模型 246

6.2.1　经典负荷模型的结构 246

6.2.2　综合负荷模型的结构 246

6.2.3　负荷模型的方程 247

6.3　CLM建模的时域方法 249

6.3.1　基本原理 249

6.3.2　可辨识性分析 250

6.3.3　参数辨识方法 254

6.3.4　参数辨识实例 256

6.4　CLM建模的频域方法 258

6.4.1　传递函数模型 258

6.4.2　仿真算例 260

6.5　SLM建模的时域方法 265

6.5.1　可辨识性分析 265

6.5.2　简化SLM的参数辨识 271

6.5.3　完整SLM的参数辨识 274

6.5.4　带理想变压器SLM的参数辨识 283

参考文献 289

第7章　电力系统的其他建模 294

7.1　输电线路的建模 294

7.1.1　概述 294

7.1.2　单电网断面下的参数可观测性分析 294

7.1.3　多电网断面下的参数估计 296

7.1.4　基于PMU的线路参数估计 297

7.1.5　算例验证 298

7.2　火电厂动力系统的建模 299

7.2.1　火电厂动力系统模型 300

7.2.2　交互影响计算分析 300

7.3　水电厂动力系统的建模 305

7.3.1　水电厂动力系统的模型 305

7.3.2　单机带负荷下的仿真算例 307

7.3.3　大干扰下的仿真算例 310

7.3.4　小干扰下的仿真算例 312

7.4　风力发电系统的建模 315

7.4.1　概述 315

7.4.2　基于双馈感应式发电机的风力发电系统的模型 318

7.4.3　基于直接驱动永磁发电机的风力发电系统模型 326

7.4.4　风电场的动态等值建模 332

7.5　微网的建模 343

7.5.1　概述 344

7.5.2　微网的元件模型 345

7.5.3　微网的总体模型 347

参考文献 351

第8章　广域电力系统的整体建模 355

8.1　概述 355

8.2　广域电力系统整体建模的基本方法 356

8.2.1　基本步骤 356

8.2.2　特征变量 356

8.2.3　节点分类 357

8.2.4　系统指标 358

8.2.5　确定重点参数 358

8.3　广域电力系统整体建模的参数辨识 360

8.3.1　参数优化 360

8.3.2　软硬件实现 360

8.3.3　仿真算例 363

8.4　广域电力系统整体建模的一些对比 370

8.4.1　不同建模方法的对比 370

8.4.2　不同误差指标的对比 372

8.4.3　不同观测变量的对比 373

参考文献 377

附录A　IEEE 10机39节点系统 379

附录B　IEEE 3机9节点系统 383