电力系统的安全性和稳定性PDF电子书下载

目录 1

第一章　概述 1

1.1　引言 1

1.2　电力系统调度 2

1.2.1　成本 2

1.2.2　安全性 3

1.2.3　排出物 4

1.2.4　问题的处理方法 5

第二章 电力系统稳态分析的变量与约束 7

2.1　潮流复习 7

2.1.1 潮流方程 7

2.1.2　潮流问题的处理方法与解题步骤 10

2.1.3　潮流方程的解法 11

2.1.4　解耦潮流方程 13

2.2　电力系统调度中的决策变量、依从变量和外部变量 14

2.3　约束和可行域 15

第三章　安全监视和安全性分析 17

3.1 引言 17

3.2　电力系统的静态状态估计 18

3.2.1　问题的定义 18

3.2.2　假想模型 20

3.2.3　状态估计法 21

3.2.4　电力系统状态估计中坏数据的检查 24

3.2.5　坏数据与错误结构辨识 28

3.3　偶然事故选择 30

3.3.2　偶然情况下行为指标的评估 31

3.3.1　行为指标 31

3.4　外部等值 34

3.4.1　Ward简化 35

3.4.2　解耦Ward简化 36

3.4.3　扩展Ward简化 37

3.4.4　REI简化 38

3.5　稳态情况下的安全性分析 41

3.5.1　公式描述 41

3.5.2　安全性约束 43

3.5.3　稳态安全分析问题的描述 46

3.5.4　解耦无功潮流方程安全解的存在性 46

3.5.5　解耦有功潮流方程安全解的存在性 48

3.5.6　潮流方程安全解的存在性 51

3.5.7　例 53

3.5.8　小结 54

第四章 同步发电机及其励磁与调速系统模型 55

4.1 引言 55

4.2　同步电机数学模型 55

4.2.1 同步电机的电路模型 55

4.2.2　摇摆方程 61

4.2.3　同步电机的几个典型的数学模型 63

4.3　励磁系统模型 75

4.3.1 引言 75

4.3.2　发电机端电压变送器和负载补偿器模型 76

4.3.3　基本的励磁系统图 77

4.3.4　旋转直流励磁机的数学模型 84

4.3.5　整流器的调整特性 89

4.3.6　电力系统稳定器 90

4.4　原动机及其调速系统模型 93

4.4.1 引言 93

4.4.2　水轮机调速系统数学模型 93

4.4.3　汽轮机调速系统数学模型 98

4.4.4　水轮机数学模型 101

4.4.5　汽轮机数学模型 103

第五章 电力系统动态分析的联立隐式法 107

5.1 引言 107

5.2　暂态稳定问题的数学描述 108

5.3　算法格式 110

5.4　联立隐式法 110

5.4.1 系统矩阵 110

5.4.2　评价积分算法的准则 111

5.4.3　差分方程 112

5.4.4　数值稳定性 113

5.4.5　梯形法则 114

5.4.6　隐式中点（IMP）法则 114

5.4.7 APS法 114

5.4.8　积分步长的选取 115

5.4.9　几种隐式方法的比较 117

5.5　代数求解 117

5.5.1　稀疏线性代数方程的求解 119

5.5.2　迭代技术 119

5.5.3　收敛判据 120

5.5.4　迭代初值的预测 120

5.6　隐式梯形积分法同几种显式积分法所需CPU时间的比较 122

6.1　引言 123

第六章　电力系统的动态仿真 123

6.2　电力系统动态响应计算的模型 124

6.2.1　同步电机模型 124

6.2.2　输电网络模型 124

6.2.3　电力系统模型的一般形式 125

6.3　数值计算综述 125

6.3.1　数值计算的要求 125

6.3.2　数值积分方法 126

6.3.3　解的误差 126

6.3.4　数值积分方法的稳定性 127

6.3.5　刚性方程问题 128

6.5　分割法的交接问题 130

6.4.2　联立求解法 130

6.4.1　分割求解法 130

6.4　动态响应数值计算的分类 130

6.5.1　显式积分法 131

6.5.2　用迭代法的严格交接 131

6.5.3　用外推u的不严格交接 131

6.6　分割法的求积分问题 132

6.6.1　显式欧拉法 132

6.6.2　显式龙格-库塔法 133

6.6.3　预测-校正方法 133

6.6.4　有误差修正的预测-校正方法 134

6.6.5　隐式多步积分法 135

6.6.6　隐式多步法公式（A-稳定的多步法） 136

6.6.7　微分方程式的分块解法 136

6.7.1 网络模型 138

6.7　网络模型及其解法 138

6.7.2　求解网络方程式的主要方法 139

6.7.3　网络模型和选择网络方程式解法的关系 142

6.8　联立求解法 143

6.8.1 引言 143

6.8.2　多步积分法 144

6.8.3　多步积分法中矩阵方程式的解法 144

6.9　问题的综述 146

6.9.1　刚性问题的特殊办法 146

6.9.2　变量的限值问题 147

6.9.3　精度与速度问题 147

6.9.4　误差的自动控制 148

7.2　基于相关的动态等值 150

7.1 引言 150

第七章　电力系统动态等值 150

7.2.1 相关识别 151

7.2.2　网络化简 161

7.2.3　发电机单元动态集合 173

7.3　模态分析动态等值 183

7.3.1 系统响应中的主要模态及基于压缩模态的模型简化 183

7.3.2　模态分析动态等值技术在暂态稳定仿真中的应用 183

7.4 ε-相关发电机群的识别 187

7.4.1 引言 187

7.4.2　定义及一些概念 188

7.4.3　数学模型 191

7.4.4　ε-相关发电机的识别 195

7.4.5　相关识别的计算过程 197

7.4.6　计算示例 198

8.1 引言 200

第八章　李雅普诺夫稳定性理论及其在电力系统中的应用 200

8.2　系统的数学模型 201

8.3　稳定性与V函数的基本定义 202

8.4　李雅普诺夫稳定性的基本定理 204

8.5 线性定常系统的李雅普诺夫函数 208

8.6　非线性系统的李雅普诺夫函数 209

8.6.1　初积分法 210

8.6.2　二次型法 210

8.6.3　变量梯度法 211

8.6.4　祖波夫法 213

8.6.5　波波夫法 216

8.7.1　引言 220

8.7　电力系统暂态稳定性分析中的李雅普诺夫函数 220

8.7.2　单机系统的数学模型 221

8.7.3　用初积分法构造的李雅普诺夫函数 222

8.7.4　变量梯度法的应用 224

8.7.5　祖波夫法的应用 225

8.7.6　波波夫法的应用 226

8.8　多机电力系统的数学模型 230

8.8.1　数学模型 231

8.8.2　用电机相角做参考坐标的状态空间模型 235

8.8.3　用惯性中心做参考坐标的状态空间模型 236

8.8.4　直流输电线路及负荷表示法 237

8.9　多机系统能量型的李雅普诺夫函数 241

8.10 用多变量波波夫准则构成的李雅普诺夫函数 242

8.10.1 用电机相角为坐标的状态空间模型 243

8.10.3　用波波夫法构造李雅普诺夫函数 245

8.10.2 用惯性中心为坐标的原点状态空间模型 245

第九章 多机电力系统暂态稳定性分析中直接法的应用 253

9.1 引言 253

9.2　电力系统稳定域的计算 253

9.2.1 v（x）临界值Vcr的计算 254

9.2.2　不稳定平衡点的近似估计 255

9.3　暂态稳定性研究中的直接法 257

9.3.1　加速度法 257

9.3.2　暂态能量分析法 258

9.3.3　关联不稳定平衡点法 261

9.3.4　势能界面法 263

9.4.1　示例用的电力系统 266

9.4　应用实例 266

9.4.2　临界暂态能量的计算 268

9.4.3　临界清除时间的计算 272

9.4.4　相关不稳定平衡点 273

9.5　使用单个电机能量估计电力系统暂态稳定性 274

9.6　使用暂态能量储备技术的偶然事故分析 275

9.6.1　引言 275

9.6.2　暂态能量储备 275

9.6.3　偶然事故分析方法的特点 276

9.6.4　偶然事故分析的步骤 276

9.6.5　计算过程 277

9.6.6　计算θc和ωc的简化过程 277

9.7　直接法的发展和应用前景 278

9.6.7　示例 278

第十章　暂态稳定性和动态安全性估计中的概率考虑 281

10.1 引言 281

10.2　暂态稳定性的概率考虑 281

10.2.1　暂态稳定性的概率方面 281

10.2.2　稳定性指标 283

10.2.3　系统示例 284

10.2.4　事故的单一指标 288

10.2.5　网络图形对稳定性指标的影响 288

10.2.6　负荷不确定性的影响 289

10.2.7　负荷模型的影响 290

10.2.8　系统指标 290

10.3.1 引言 292

10.3　电力系统概率的静态和动态安全性估计 292

10.3.2　两层系统模型………………………………………………………………………29？10.3.3　安全域 293

10.3.4　静态和动态安全性的估计 296

10.3.5　安全转移率 296

10.3.6　到不安全时间的概率分布 297

10.3.7　安全转移概率的计算 299

10.3.8　示例 299

10.3.9　结论 304

附录A 线性系统理论中的一些概念与命题 305

附录B 高斯随机变量 327

附录C 测度空间的基本概念和Laray-Schauder不动点定理 331

附录D 等值同步发电机模型 334

附录E 数值积分的计算公式 338

参考文献 340