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第1章 绪论 1

1.1 电力系统的发展 1

1.2 运行与控制 2

1.2.1 电力系统运行 2

1.2.2 电力系统安全稳定控制 4

1.3 电力系统稳定性的定义及分类 5

1.3.1 概述 5

1.3.2 我国电力系统稳定定义与分类 6

1.3.3 IEEE/CIGRE的电力系统稳定定义与分类 8

1.3.4 国内外定义与分类的比较分析 10

1.3.5 电力系统稳定的定义与分类 12

参考文献 15

第2章 电压稳定性概论 16

2.1 电压稳定性研究的历史和现状 16

2.2 电压不稳定事故及其特征 17

2.2.1 典型电压崩溃事故综述 18

2.2.2 电压失稳特征 22

2.3 电压稳定的机理 24

2.3.1 简单纯电阻电路电压稳定性 24

2.3.2 简单纯电阻电路电压稳定性的数学描述 26

2.3.3 交流电路的电压稳定性 27

2.4 电压稳定性的影响因素 29

2.4.1 暂态电压稳定 29

2.4.2 中长期电压稳定 33

参考文献 34

第3章 电力系统元件特性与模型 36

3.1 同步发电机及其控制系统 36

3.1.1 同步发电机 36

3.1.2 同步发电机的励磁控制系统 46

3.1.3 电力系统稳定器 52

3.1.4 原动机调速器 54

3.2 负荷 55

3.2.1 负荷的构成 55

3.2.2 负荷静态特性 55

3.2.3 负荷动态特性 56

3.2.4 负荷的数学描述 60

3.3 无功补偿元件 63

3.3.1 串联电容器 63

3.3.2 并联电容器和并联电抗器 65

3.3.3 静止无功补偿器 66

3.3.4 静止同步补偿器 68

3.3.5 可控串联电容补偿器 69

3.3.6 静止同步串联补偿器 72

3.3.7 统一潮流控制器 75

3.3.8 可控并联电抗器 78

3.3.9 同步调相机 82

3.4 有载调压变压器 82

3.4.1 有载调压变压器特性 82

3.4.2 有载调压变压器模型 83

3.5 高压直流输电系统 85

3.5.1 换流器的无功特性 85

3.5.2 换流站的无功功率补偿特性 87

3.5.3 故障时直流系统特性 88

3.5.4 直流输电系统模型 90

3.6 发电厂动力系统 93

3.6.1 火电厂动力系统模型 93

3.6.2 水电厂动态模型 96

3.6.3 压水反应堆核电站动态模型 98

3.7 自动发电控制 99

3.7.1 AGC控制方式 100

3.7.2 AGC模型 101

参考文献 103

第4章 电压稳定性的静态分析 105

4.1 电压稳定的静态分析的基本原理 105

4.2 电力系统输电能力研究 106

4.2.1 PV曲线 106

4.2.2 VQ曲线 109

4.2.3 曲线的求解——连续潮流法 110

4.3 电压稳定的静态分析方法 115

4.3.1 非线性规划法 115

4.3.2 奇异值分解法 117

4.3.3 特征值分析法 122

4.3.4 灵敏度分析 124

4.3.5 分岔分析法 125

4.4 电压稳定的静态分析指标 129

4.4.1 灵敏度指标 129

4.4.2 奇异值／特征值指标 130

4.4.3 基于潮流解的指标 131

4.4.4 局部指标 134

4.4.5 阻抗模指标 134

4.4.6 能量函数指标 135

4.4.7 二阶指标 136

4.5 工程应用 140

4.5.1 我国工程指标 140

4.5.2 其他国家的工程指标 149

参考文献 151

第5章 暂态（短期）电压稳定性 156

5.1 暂态电压稳定分析方法 156

5.1.1 时域仿真法 156

5.1.2 能量函数法 161

5.1.3 非线性动力学方法 165

5.2 暂态电压稳定判据 170

5.2.1 工程经验判据 170

5.2.2 理论判据 171

5.3 电压稳定与功角稳定的区分 202

5.3.1 工程经验法 202

5.3.2 小扰动分析法 203

5.3.3 分岔分析法 204

5.3.4 能量函数法 205

5.3.5 戴维南等值参数跟踪法 206

5.3.6 奇异诱导分岔与能量函数法结合 209

参考文献 216

第6章 中长期电压稳定性 219

6.1 电力系统多时间尺度全过程动态仿真 219

6.1.1 研究范围 219

6.1.2 仿真模型 220

6.1.3 仿真方法 221

6.2 中长期电压稳定与静态、暂态电压稳定的关系 225

6.2.1 中长期电压稳定与静态电压稳定的关系 225

6.2.2 中长期电压稳定与暂态电压稳定的关系 226

6.3 中长期电压稳定的分析场景 226

6.3.1 发电机过励限制 226

6.3.2 有载调压变压器 227

6.3.3 恒温负荷 227

6.3.4 负荷持续增长 228

6.4 中长期电压稳定分析实例 228

参考文献 231

第7章 提高电压稳定性的技术措施 233

7.1 提高电压稳定措施的分类 233

7.2 发电机控制 235

7.2.1 发电机无功备用容量 236

7.2.2 发电机高压侧电压控制 237

7.2.3 发电机出力控制 238

7.3 输电系统无功补偿 239

7.4 负荷控制 243

7.4.1 低压减负荷现状分析 243

7.4.2 低压减负荷措施配置方法 247

7.5 高压直流调节 250

7.6 多级电压控制 250

参考文献 253

第8章 电压稳定性分析实例 255

8.1 实例一：福建电网电压稳定分析与研究 255

8.1.1 研究的主要内容 255

8.1.2 研究条件和计算原则 256

8.1.3 计算工具和方法 257

8.1.4 福建电网电压及无功现状分析 257

8.1.5 福建电网无功平衡分析 259

8.1.6 2005年大方式福建电网静态电压稳定性研究 262

8.1.7 故障扰动下的暂态电压稳定性研究 263

8.1.8 全过程动态仿真 267

8.1.9 改善福建电网电压稳定性的综合措施 270

8.1.10 结论 276

8.2 实例二：重庆电网电压稳定性研究及综合评价 277

8.2.1 研究条件和原则 278

8.2.2 2008年基础运行方式重庆电网电压无功平衡分析 279

8.2.3 重庆电网静态电压稳定性问题研究 285

8.2.4 2008年基础运行方式重庆电网暂态电压稳定性问题研究 287

8.2.5 重庆电网中长期电压稳定性仿真研究 294

8.2.6 结论和建议 302

参考文献 303