电气系统低频率功率振荡阻尼转辞世分析理论与方法PDF电子书下载

第1章 电力系统低频功率振荡分析与阻尼控制 1

1.1 电力系统低频功率振荡 1

1.2 电力系统低频振荡分析 3

1.3 电力系统低频振荡阻尼控制 5

1.4 基于电压源换流器的电力系统稳定器 8

1.5 可再生能源电源接入对电力系统振荡稳定性的影响 10

参考文献 11

第2章 单机无穷大电力系统阻尼转矩分析——电力系统稳定器 18

2.1 装有电力系统稳定器的单机无穷大电力系统Phillips-Heffron线性化模型 18

2.1.1 同步发电机数学模型 18

2.1.2 同步发电机简化模型 19

2.1.3 发电机励磁系统与自动电压调节器模型 20

2.1.4 装有电力系统稳定器的单机无穷大电力系统简化模型 22

2.1.5 装有电力系统稳定器的单机无穷大系统Phillips-Heffron线性化模型 25

2.2 阻尼转矩分析法和电力系统稳定器设计 27

2.2.1 阻尼转矩分析法 27

2.2.2 阻尼转矩分析法的理论依据 29

2.2.3 采用相位补偿法设计电力系统稳定器 31

2.3 举例 34

2.3.1 系统及模型 34

2.3.2 阻尼转矩分析 36

2.3.3 电力系统稳定器设计 40

参考文献 45

第3章 单机无穷大电力系统阻尼转矩分析——晶闸管控制型的灵活交流输电装置 46

3.1 装有SVC稳定器的单机无穷大电力系统扩展Phillips-Heffron模型 46

3.1.1 装有SVC稳定器的单机无穷大电力系统的非线性数学模型 46

3.1.2 扩展Phillips-Heffron线性化模型 48

3.1.3 考虑SVC电压和阻尼控制功能的扩展Phillips-Heffron模型 50

3.1.4 初始补偿计算 52

3.2 SVC稳定器阻尼转矩分析 55

3.2.1 SVC稳定器提供的电磁转矩 55

3.2.2 线路潮流的影响 56

3.2.3 发电机参数的影响 57

3.2.4 输电线路长度的影响 58

3.2.5 SVC装设地点的影响 60

3.3 采用相位补偿法设计SVC稳定器 61

3.4 举例——SVC稳定器 68

3.4.1 系统线性化模型 68

3.4.2 SVC稳定器控制分析 73

3.5 装有晶闸管控制串联补偿器或晶闸管控制移相器的单机无穷大电力系统扩展Phillips-Heffron模型 76

3.5.1 装有晶闸管控制串联补偿器的单机无穷大电力系统扩展Phillips-Heffron模型 76

3.5.2 装有晶闸管控制移相器的单机无穷大电力系统扩展Phillips-Heffron模型 78

3.6 TCSC与TCPS稳定器的阻尼转矩分析 81

3.6.1 TCSC与TCPS稳定器提供的阻尼转矩 81

3.6.2 TCSC稳定器提供的阻尼转矩 82

3.6.3 TCPS稳定器提供的阻尼转矩 84

参考文献 85

第4章 单机无穷大电力系统阻尼转矩分析——静止同步补偿器或储能系统 86

4.1 装有静止同步补偿器或储能系统的单机无穷大电力系统数学模型 86

4.1.1 静止同步补偿器与储能系统模型 86

4.1.2 装有静止同步补偿器或储能系统的单机无穷大电力系统非线性模型 89

4.1.3 装有静止同步补偿器或储能系统的单机无穷大电力系统的线性化Phillips-Heffron模型 92

4.2 静止同步补偿器和储能系统电压控制阻尼转矩分析 97

4.2.1 静止同步补偿器和储能系统提供的电磁转矩 97

4.2.2 静止同步补偿器、储能系统交流电压控制环节及直流电压控制对系统振荡阻尼的影响 100

4.3 静止同步补偿器和储能系统的附加阻尼控制 102

4.3.1 发电机发出的有功功率 102

4.3.2 静止同步补偿器和储能附加系统阻尼控制阻尼转矩分析 105

4.4 举例1——装有静止同步补偿器的单机无穷大系统 107

4.4.1 静止同步补偿器交流控制和直流控制 107

4.4.2 静止同步补偿器的附加阻尼控制 112

4.5 举例2——装有储能系统的单机无穷大系统 112

4.5.1 储能系统的交流电压控制和直流电压控制 113

4.5.2 储能系统的附加阻尼控制 116

参考文献 119

第5章 单机无穷大电力系统阻尼转矩分析——静止同步串联补偿器和统一潮流控制器 120

5.1 装有静止同步串联补偿器的单机无穷大电力系统 120

5.1.1 装有静止同步串联补偿器的单机无穷大电力系统模型 120

5.1.2 装有静止同步串联补偿器的单机无穷大电力系统扩展Phillips-Heffron模型 123

5.1.3 SSSC稳定器的设计 126

5.1.4 举例——装有静止同步串联补偿器的单机无穷大电力系统 129

5.2 装有统一潮流控制器的单机无穷大电力系统 133

5.2.1 统一潮流控制器的动态模型 133

5.2.2 装有统一潮流控制器的单机无穷大电力系统的非线性模型 136

5.2.3 装有统一潮流控制器的单机无穷大系统的线性化模型 138

5.2.4 选择统一潮流控制器阻尼控制信号的附加方式 145

5.2.5 电力系统运行点变化时阻尼控制的鲁棒性 147

5.2.6 举例——装有UPFC稳定器的单机无穷大电力系统 149

参考文献 155

第6章 装有电力系统稳定器的多机电力系统阻尼转矩分析 156

6.1 多机电力系统Phillips-Heffron模型 156

6.2 举例——建立线性化模型 161

6.2.1 状态变量初始值的计算 162

6.2.2 线性化模型 163

6.3 电力系统稳定器阻尼转矩分析及安装地点和反馈信号的选择 167

6.4 举例——两机电力系统稳定器安装地点选择 172

6.5 多机电力系统中电力系统稳定器的协调设计 177

6.6 多机电力系统中电力系统稳定器非负交互影响设计 179

参考文献 182

第7章 多机电力系统阻尼转矩分析——灵活交流输电装置 183

7.1 装有晶闸管控制型灵活交流输电稳定器的多机电力系统线性化数学模型 183

7.1.1 装有静止无功补偿器的多机电力系统线性化数学模型 183

7.1.2 装有晶闸管控制串联补偿器的多机电力系统线性化数学模型 187

7.1.3 装有晶闸管控制移相器的多机电力系统线性化数学模型 191

7.2 装有静止同步补偿器或储能系统的多机系统线性化数学模型 193

7.2.1 多机电力系统数学模型 193

7.2.2 装有静止同步补偿器或储能系统的多机电力系统 194

7.2.3 装有静止同步补偿器或储能系统的多机电力系统线性化模型 197

7.2.4 阻尼转矩分析 200

7.3 举例1——静止同步补偿器 203

7.4 举例2——储能系统 208

参考文献 217

第8章 阻尼转矩分析的图形解释及其应用——单机无穷大电力系统 218

8.1 阻尼转矩分析的图形解释 218

8.2 STACOM控制对电力系统振荡稳定性影响 223

8.2.1 理论分析 223

8.2.2 举例 229

8.3 BESS控制对电力系统振荡稳定性的影响 234

8.3.1 理论分析 234

8.3.2 举例 240

参考文献 245

第9章 阻尼转矩分析的图形解释及其应用——多机电力系统 246

9.1 多机电力系统中阻尼转矩分析图形解释原理的推广应用 246

9.1.1 多机电力系统中线路功率振荡的线性化表达式 246

9.1.2 多机电力系统中稳定器向线路功率振荡提供正阻尼分量的形式 249

9.1.3 稳定器就地相位补偿设计 251

9.2 多机电力系统中PSS就地设计的相位补偿法 252

9.3 基于电压源变换器的电力装置的局部线性化模型 259

9.3.1 DC/AC电压源变换器电压控制的线性化模型 259

9.3.2 DC/AC电压源变换器的线性化动态方程 261

9.3.3 DC/AC电压源变换器接口电压的线性化变量 263

9.3.4 与线路功率变化相关联的线性化模型 266

9.4 燃料电池电厂稳定器设计 269

9.4.1 固态氧化物燃料电池电厂的动态模型 269

9.4.2 与线路功率变化相关联的燃料电池电厂的局部线性化模型 272

9.4.3 使用就地补偿法设计附加稳定器实例 275

9.4.4 接有燃料电池电厂的多机电力系统全系统的线性化模型 279

9.5 多机电力系统中储能系统稳定器控制的鲁棒性分析 281

9.5.1 多机电力系统中与线路功率变化相关联的储能系统局部线性化模型 282

9.5.2 储能系统稳定器控制的鲁棒性分析 284

9.5.3 举例 287

参考文献 294

第10章 新能源接入单机无穷大电力系统阻尼转矩分析 296

10.1 光伏发电厂接入电力系统阻尼转矩分析 296

10.1.1 光伏发电厂非线性动态模型 296

10.1.2 有光伏发电厂接入的单机无穷大电力系统动态模型 298

10.1.3 光伏发电厂影响电力系统振荡稳定性的阻尼转矩分析 304

10.1.4 举例 306

10.2 风电场接入电力系统阻尼转矩分析 311

10.2.1 双馈感应发电机的动态模型 311

10.2.2 双馈感应发电机控制系统模型 313

10.2.3 风电厂简化动态模型 316

10.2.4 风电厂接入单机无穷大电力系统 319

10.2.5 风电厂接入单机无穷大电力系统的线性化模型 320

10.2.6 风电厂提供的阻尼转矩 327

10.2.7 举例 332

参考文献 334