电力受端系统的动态特性及安全性评价PDF电子书下载

第1篇 电力受端系统暂态及中长期电压稳定的机理和判据研究 3

第1章 概述 3

1.1 电压稳定研究的目的和意义 3

1.2 电压稳定的研究内容 3

1.3 电压稳定的研究进展 4

1.4 本课题的主要研究成果 5

参考文献 7

第2章 暂态及中长期电压稳定机理研究 8

2.1 电压稳定性的定义 9

2.2 电压失稳机理研究 12

2.2.1 简单纯电阻电路电压稳定性 12

2.2.2 简单纯电阻电路电压稳定性的数学描述 14

2.2.3 交流电路的电压稳定性 15

2.3 暂态电压失稳影响因素 16

2.3.1 暂态电压失稳 16

2.3.2 暂态电压失稳影响因素分析 18

2.4 中长期电压稳定影响因素 21

2.4.1 中长期电压稳定 21

2.4.2 中长期电压失稳影响因素分析 22

2.5 典型电压崩溃事故综述及电压崩溃特征分析 22

2.5.1 典型电压崩溃事故综述 23

2.5.2 暂态电压失稳的特征 26

2.5.3 中长期电压失稳的特征 26

2.6 小结 27

参考文献 27

第3章 暂态及中长期电压稳定判据研究 30

3.1 暂态及中长期电压稳定判据研究现状 30

3.2 基于时域仿真的戴维南等值参数跟踪计算方法 32

3.2.1 数学描述 33

3.2.2 准确性分析 35

3.3 基于全微分的戴维南等值参数跟踪计算方法 37

3.3.1 传统戴维南等值方法 37

3.3.2 基于全微分的戴维南等值参数跟踪计算方法 38

3.4 暂态及中长期电压稳定判据 42

3.4.1 电压稳定判据的理论推导 42

3.4.2 等阻抗法 45

3.4.3 最大电磁功率法 49

3.4.4 功率电流反向法 54

3.5 小结 60

参考文献 60

第4章 暂态电压稳定与暂态功角稳定的判别 62

4.1 基于戴维南等值跟踪的失稳模式判别 63

4.1.1 理论基础 63

4.1.2 简单电力系统的失稳模式判别 64

4.1.3 复杂电力系统的失稳模式判别 65

4.1.4 算例分析 65

4.2 基于能量函数法和奇异诱导分岔的失稳模式判别 68

4.2.1 研究现状 68

4.2.2 理论基础 69

4.2.3 算法原理 78

4.2.4 算例分析 81

4.3 小结 84

参考文献 84

第5章 交直流系统电压稳定分析 86

5.1 多馈入短路比和临界短路比 86

5.1.1 理论基础 86

5.1.2 多馈入短路比定义 89

5.1.3 多馈入短路比与单馈入短路比的关系 94

5.1.4 多馈入临界短路比 94

5.2 多馈入短路比与电压稳定性分析 97

5.2.1 多馈入电压灵敏因子 97

5.2.2 多馈入最大直流功率 97

5.2.3 数学分析 98

5.2.4 仿真分析 102

5.3 小结 104

参考文献 105

第6章 暂态及中长期稳定算法研究和软件开发 106

6.1 程序算法及流程图 107

6.1.1 数值积分算法 107

6.1.2 程序的流程图 108

6.2 程序的仿真模型 110

6.3 暂态及中长期电压稳定判据的实现 112

6.4 算例验证 114

6.4.1 算例一 114

6.4.2 算例二 116

6.5 小结 120

参考文献 121

附录A 本课题成果 123

A.1 论著 123

A.2 专利 123

A.3 其他 124

附录B 3机10节点系统 126

附录C WSCC 4机11节点系统 128

附录D NEW ENGLAND 10机39节点系统 129

附录E 感应电动机负荷三阶机电暂态数学模型 130

第2篇 电力受端系统广义负荷特性分析 133

第7章 概述 133

7.1 负荷建模的研究意义 133

7.2 负荷建模的研究内容 133

7.3 负荷建模研究进程 134

7.4 本课题的研究成果 134

参考文献 135

第8章 负荷建模基础理论研究 136

8.1 负荷模型的种类 136

8.2 TVA负荷模型结构 137

8.3 模型参数辨识方法研究 139

8.3.1 参数综合优化算法 139

8.3.2 参数辨识范围调整 140

8.3.3 根据灵敏度对有功进行调整 143

8.4 基于PMU的负荷建模 145

8.4.1 PMU相量数据获取方法 145

8.4.2 PMU数据的可辨识性研究 146

8.4.3 实际PMU数据及处理 147

8.4.4 基于PMU负荷建模实践 148

8.5 小结 150

参考文献 150

第9章 负荷统计学特性研究 151

9.1 负荷分类 151

9.1.1 聚类分析 151

9.1.2 特征向量选取 152

9.2 负荷空间降维和模型泛化 157

9.2.1 负荷空间降维的必要性 157

9.2.2 支持向量机在负荷建模中的应用 159

9.3 小结 165

参考文献 166

第10章 负荷的不确定性分析 167

10.1 基于概率分配法的不确定性分析 167

10.1.1 概率分配法基本原理 167

10.1.2 概率分配法的适用性分析 169

10.2 基于随机响应面法的不确定性分析 170

10.2.1 随机响应面法基本原理 170

10.2.2 随机响应面法的适用性分析 173

10.3 负荷模型结构的不确定性分析 175

10.3.1 静态负荷模型的不确定性 75

10.3.2 综合负荷模型的不确定度 177

10.4 负荷模型参数的不确定性分析 178

10.4.1 实测负荷模型参数的有效性验证 179

10.4.2 极限切除时间下的不确定性分析 181

10.5 小结 183

参考文献 183

第11章 含分布式发电的负荷建模 185

11.1 简介 185

11.2 含同步发电机的负荷建模 185

11.2.1 动态仿真系统介绍 185

11.2.2 同步发电机容量大小对负荷建模的影响 186

11.2.3 含同步发电机的负荷建模 188

11.2.4 异步机并联静特性负荷模型 191

11.2.5 异步机并联静特性模型仿真结果 191

11.3 含风电场的负荷建模 192

11.3.1 简介 192

11.3.2 风电场对负荷建模的影响 193

11.3.3 含风电场的负荷建模 194

11.4 小结 197

参考文献 197

第12章 电力系统冲击负荷建模 199

12.1 冲击负荷建模思路 199

12.1.1 冲击负荷的范畴 199

12.1.2 冲击负荷建模思路 199

12.1.3 冲击负荷测量设备启动判据分析 200

12.2 冲击负荷生产特点分析 200

12.2.1 硅铁 200

12.2.2 电解铝 202

12.2.3 小结 204

12.3 冲击负荷的模型结构研究 204

12.4 冲击负荷的冲击特性建模 205

12.4.1 硅铁冲击负荷 205

12.4.2 模型检验 206

12.4.3 分析讨论 206

12.5 冲击负荷的负荷特性建模 207

12.5.1 异步电动机综合负荷模型 207

12.5.2 10％异步电动机+90％恒电流 208

12.5.3 配网阻抗模型 209

12.5.4 本文提出的负荷模型 209

12.6 小结 210

参考文献 210

附录F 本课题成果 211

F.1 论著 211

F.2 专利 211

F.3 其他 212

附录G 213

第3篇 电力受端系统的动态等值理论 217

第13章 概述 217

13.1 动态等值的目的意义 217

13.2 动态等值的研究内容 217

13.3 动态等值的研究进展 218

13.4 本课题的主要成果 219

参考文献 220

第14章 动态等值的方式 222

14.1 动态等值的方式 222

14.2 异步迭代算法 223

14.2.1 基于灵敏度的校正算法 224

14.2.2 合理选择可调节点 225

14.2.3 算例分析 226

14.3 小结 229

参考文献 229

第15章 动态等值的模型 230

15.1 动态等值模型的结构 230

15.2 缓冲网节点的选择 231

15.3 动态等值模型的方程 232

15.3.1 以相角作为输入的模型 232

15.3.2 以频率作为输入的模型 233

15.4 小结 234

参考文献 234

第16章 动态等值的同调方法 235

16.1 基本原理 235

16.2 发电机群的动态等值 236

16.2.1 同调发电机群的判别 236

16.2.2 同调发电机母线的化简 237

16.2.3 发电机本体的聚合 239

16.2.4 励磁系统与PSS的聚合 241

16.2.5 原动机调速系统的聚合 248

16.3 电动机群的动态等值 253

16.3.1 基本原理 253

16.3.2 电动机群的判别 254

16.3.3 电动机负荷母线的化简 255

16.3.4 电动机负荷的参数聚合 255

16.3.5 不同负荷模型影响对比 255

16.4 剩余网络的化简 258

16.4.1 REI法 258

16.4.2 CSR法 258

16.5 小结 259

参考文献 260

第17章 动态等值的辨识方法 262

17.1 基本原理 262

17.2 动态等值模型的结构特性 262

17.2.1 参数灵敏度 262

17.2.2 参数可辨识性 266

17.2.3 参数辨识难易度 272

17.3 动态等值模型的参数辨识 272

17.4 动态等值的混合方法 273

17.5 仿真算例 274

17.6 工程实例 276

17.7 小结 277

参考文献 277

第18章 动态等值的模态方法 278

18.1 近似线性化模态方法 278

18.1.1 基本步骤 278

18.1.2 主要问题 278

18.2 精确线性化模态方法 279

18.2.1 结构分解 279

18.2.2 精确线性化模态等值 280

18.2.3 总体框架 284

18.3 小结 285

参考文献 285

第19章 动态等值软件开发 286

19.1 软件结构与算法流程 286

19.2 算例 289

附录H 本课题成果 292

H.1 论著 292

H.2 其他 293

附录I IEEE 39节点系统 294

第4篇 超高压交、直流混合输电系统的交互影响和直流系统换流站换相失败的机理分析 301

第20章 概述 301

20.1 本课题的研究意义 301

20.2 本课题的研究内容及其成果 302

参考文献 302

第21章 交直流混合输电系统交互影响的模态级数分析 304

21.1 非线性系统的模态级数表示 305

21.2 数学模型 306

21.2.1 交流系统模型 306

21.2.2 直流系统模型 307

21.2.3 发电机的电磁功率特性和AC/DC接口方程 308

21.3 模态级数法的应用 309

21.4 仿真算例分析 310

21.5 小结 312

参考文献 312

第22章 交直流混合输电系统的优化控制措施 314

22.1 基于模态级数法和轨迹灵敏度的励磁调节器参数的优化 314

22.1.1 模态级数法简介 314

22.1.2 数值微商算法 315

22.1.3 励磁调节器参数优化设计 316

22.1.4 仿真算例分析 316

22.2 考虑未建模动态的直流输电系统鲁棒自适应控制 320

22.2.1 带未建模动态的鲁棒自适应非线性控制原理简介 320

22.2.2 直流线路附加控制器设计 321

22.2.3 仿真算例分析 322

22.3 多馈入高压直流输电系统非线性附加控制器的设计 323

22.3.1 控制系统的数学模型 323

22.3.2 控制器设计 325

22.3.3 仿真算例分析 327

22.4 多馈入交直流输电系统的分散协调控制 328

22.4.1 基于可选择控制结构的部分输出量反馈最优分散协调控制 328

22.4.2 基于PMU的多馈入交直流系统的分散协调控制 334

22.4.3 基于最优变目标的交直流混合输电系统分层协调控制 338

22.5 小结 344

参考文献 344

第23章 交直流混合输电系统的机电暂态和电磁暂态混合仿真 346

23.1 典型数字仿真程序在交直流输电系统仿真中的应用 346

23.1.1 机电暂态仿真程序 346

23.1.2 电磁暂态仿真程序 347

23.1.3 本文采用的仿真程序 347

23.2 电力系统机电暂态和电磁暂态混合仿真的理论基础 347

23.2.1 机电暂态和电磁暂态数学模型 347

23.2.2 快、慢子系统的划分 352

23.2.3 混合仿真模型的数据接口分析方法及其算法流程 352

23.2.4 双时标混合仿真方法 355

23.3 仿真算例分析 356

23.4 小结 359

参考文献 359

第24章 高压直流输电系统换相失败判断标准的理论分析研究 361

24.1 数学模型的建立及机理分析 362

24.2 仿真算例分析 365

24.3 小结 367

参考文献 367

第25章 影响多馈入高压直流输电换相失败的因素 369

25.1 系统强度对多馈入高压直流换相失败的影响 369

25.1.1 数学模型的建立及理论分析 369

25.1.2 仿真算例分析 375

25.2 耦合导纳对多馈入高压直流换相失败的影响 377

25.2.1 数学模型的建立及理论分析 377

25.2.2 仿真算例分析 382

25.3 多馈入直流交互作用因子对换相失败的影响 384

25.3.1 多馈入交互因子与换相失败的关系 385

25.3.2 仿真工具及换相失败判据 386

25.3.3 系统模型 387

25.3.4 仿真算例分析 387

25.4 小结 392

参考文献 393

第26章 高压直流输电系统换相失败临界指标研究 394

26.1 换相失败临界指标 394

26.1.1 换相失败免疫因子（CFII） 394

26.1.2 基于EMTDC优化仿真的换相失败临界指标求解 396

26.2 两端直流系统换相失败临界指标分析 397

26.3 多馈入情况下电气距离对换相失败的指标影响分析 398

26.4 小结 399

参考文献 399

第27章 多馈入高压直流输电系统换相失败的预防控制和换相失败后直流系统快速恢复策略 400

27.1 避免逆变器换相失败的预防措施 400

27.1.1 换相失败的预防措施 400

27.1.2 换相失败后直流系统快速恢复的策略 401

27.2 高压直流输电系统对换相失败的控制 402

27.2.1 换相失败的控制 402

27.2.2 抑制复杂系统换相失败交互作用的多层协调控制 404

27.3 换相失败的控制策略在南方电力系统中的仿真分析验证研究 406

27.3.1 未采取任何控制措施时系统的仿真分析研究 407

27.3.2 采用多层协调控制后复杂系统换相失败的仿真分析 408

27.4 小结 409

参考文献 410

附录J 本课题成果 411

J.1 论著 411

J.2 专利 412

J.3 其他 413