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第1章 电力系统安全稳定的概念和准则 1

1.1 引言 1

1.2 电力系统的可靠性、安全性和稳定性 1

1.2.1 电力系统可靠性 1

1.2.2 电力系统运行状态和安全性 2

1.2.3 电力系统稳定性 4

1.3 电力系统的扰动和紧急控制 7

1.3.1 电力系统的扰动 7

1.3.2 系统扰动的发展和扩大 8

1.3.3 紧急控制的作用和类型 9

1.3.4 紧急控制的构成原理 11

1.4 电力系统的安全准则 12

1.4.1 概述 12

1.4.2 我国电力系统的安全准则 13

1.4.3 原苏联电力系统的安全准则 14

1.4.4 北美电力系统的安全准则 16

1.4.5 北欧联合电力系统的安全准则 17

1.4.6 西欧联合电力系统的安全准则 17

2.2 电力系统的数学模型及参数 20

2.1 引言 20

第2章 电力系统分析和控制理论简介 20

2.2.1 同步发电机和同步调相机 21

2.2.2 励磁系统及调节器 24

2.2.3 原动机及调速器 27

2.2.4 负荷 28

2.2.5 电力网络模型 34

2.2.6 电力系统模型的一般形式 34

2.3 电力系统分析简述 36

2.3.1 电力系统分析的内容和方法 36

2.3.2 电力系统稳态分析计算 37

2.3.3 动态分析的时域仿真法 40

2.3.4 稳定分析的直接法 42

2.3.5 线性系统（小扰动）动态分析 42

2.4 自动控制理论简述 50

2.4.1 古典控制理论 50

2.4.2 现代控制理论 51

2.4.3 控制理论的发展 52

第3章 静态和暂态稳定及其控制（上） 56

3.1 引言 56

3.2.1 静态非周期稳定分析 57

3.2 简单系统稳定分析方法 57

3.2.2 暂态稳定分析 62

3.3 提高静态非周期稳定性的控制 67

3.3.1 概述 67

3.3.2 规划设计中提高静态稳定性的措施 67

3.3.3 提高静态稳定性的预防控制 68

3.3.4 保持事故后静态稳定的紧急控制 70

3.4 提高暂态稳定性的控制 72

3.4.1 概述 72

3.4.2 暂态稳定控制措施及效果 73

3.4.3 单一扰动过程的稳定控制决策 77

3.4.4 多次扰动过程的稳定控制决策 79

3.5 简单系统稳定控制的应用 84

3.5.1 我国简单系统稳定控制概况 84

3.5.2 日本东京系统抽水蓄能机组稳定控制 85

第4章 静态和暂态稳定及其控制（下） 90

4.1 引言 90

4.2 复杂系统稳定分析方法 90

4.2.1 概述 90

4.2.2 复杂系统静态非周期稳定 91

4.2.3 多机系统直接法暂态稳定分析 92

4.2.4 扩展等面积准则暂态稳定分析 96

4.2.5 模式识别和人工神经元网络稳定分析 100

4.3 复杂系统稳定控制决策 106

4.3.1 一般决策方式 106

4.3.2 集中式稳定控制决策方式 106

4.4 我国复杂系统的稳定控制 108

4.4.1 离线决策稳定控制系统 108

4.4.2 在线准实时决策稳定控制系统 112

4.5.1 俄罗斯电网设计院的集中稳定控制系统 114

4.5 俄罗斯复杂系统的稳定控制 114

4.5.2 俄罗斯直流研究院的自适应控制系统 116

第5章 振荡稳定及其控制 123

5.1 引言 123

5.2 电力系统振荡概况 123

5.2.1 电力系统振荡类型 123

5.2.2 电力系统的机电振荡特性 124

5.2.3 电力系统中的参数谐振 125

5.3 低频振荡及系统稳定器 127

5.3.1 考虑励磁变化的系统线性化模型 127

5.3.2 发电机转子绕组及励磁对低频振荡的影响 130

5.3.3 采用系统稳定器抑制低频振荡 133

5.3.4 多机系统的低频振荡及稳定器 135

5.4 原苏联的强作用式励磁调节器 137

5.4.1 概述 137

5.4.2 简单系统强作用式励磁调节器参数选择 139

5.4.3 复杂系统强作用式励磁调节器参数选择 140

5.4.4 大扰动时自动励磁调节器的作用 142

5.5 励磁系统线性最优控制 143

5.5.1 线性最优控制的基本原理 143

5.4.5 强作用式励磁调节器其他参数的选择 143

5.5.2 励磁系统最优控制量的确定 145

5.5.3 关于线性最优控制系统若干问题 148

5.6 励磁系统非线性控制 149

5.6.1 概述 149

5.6.2 非线性励磁控制设计 149

5.6.3 非线性励磁控制的实施和效果 151

第6章 频率异常及其控制 153

6.1 引言 153

6.2 频率偏离额定值的允许限度 153

6.3.1 概述 160

6.3 电力系统的频率特性 160

6.3.2 频率的静态特性 161

6.3.3 频率的动态特性 165

6.3.4 频率崩溃 168

6.3.5 特殊运行情况下的频率特性 169

6.4 限制频率异常下降的控制 175

6.4.1 基本要求 175

6.4.2 我国电力系统频率紧急控制 176

6.4.3 俄罗斯电力系统频率紧急控制 178

6.4.4 日本电力系统频率紧急控制 182

6.4.5 美国电力系统频率紧急控制 186

6.5 限制频率异常升高的控制 187

6.5.1 限制水轮机超速引起频率过高的控制 187

6.5.2 俄罗斯电网设计院的限制频率异常升高控制装置 188

第7章 电压异常及其控制 192

7.1 引言 192

7.2 电力系统的电压稳定性 192

7.2.1 概述 192

7.2.2 简单系统的电压稳定性 194

7.2.3 多机复杂系统的电压稳定性 197

7.3 防止电压稳定破坏的控制 198

7.3.1 概述 198

7.3.2 电压和无功功率的一级控制 199

7.3.3 电压和无功功率的二级控制 203

7.3.4 无功功率电源的规划设计 208

7.4 系统过电压及其控制 211

7.4.1 概述 211

7.4.2 超高压电网的工频过电压 212

7.4.3 超高压电网的谐振过电压 215

7.4.4 限制过电压的控制措施 217

第8章 异步运行状态及其控制 221

8.1 引言 221

8.2 异步运行状态的特性 221

8.2.1 两机系统稳态异步运行特性 221

8.2.2 多机复杂系统异步运行特性 226

8.2.3 异步运行的暂态特性及再同步 229

8.3 消除异步状态的控制 232

8.3.1 概述 232

8.3.2 异步状态检测装置动作原理 233

8.3.3 恢复再同步的控制 237

8.3.4 系统解列控制 241

第9章 紧急控制系统的配置和构成 246

9.1 引言 246

9.2 紧急控制系统的配置 246

9.2.1 概述 246

9.2.2 稳定控制装置的配置 247

9.2.3 集中和分层控制系统 249

9.3 紧急控制系统的构成 250

9.3.1 概述 250

9.3.2 起动装置 251

9.3.3 控制作用确定装置 253

9.3.4 执行装置 254

9.4 紧急控制系统配置举例 257

9.4.1 俄罗斯某500kV环形电网的紧急控制系统 257

9.4.2 美国BPA电网的紧急控制系统 259

9.5 紧急控制系统的运行经验 261

附录A 多机动态系统的特征根分析 264

附录B 应用微分几何法实现励磁系统非线性控制 271

附录C 电压崩溃事故示例 280

参考文献 284