第1章 电力系统稳定性综述 1
1.1 概论 1
1.2 电力系统稳定性的理解 1
1.3 电力系统稳定性的分类 2
1.3.1 小信号稳定性 2
1.3.2 暂态稳定性 4
1.4 建模需要 5
1.5 稳定裕度增加 5
参考文献 6
第Ⅰ部分 建模 9
第2章 同步电机的建模 9
2.1 简介 9
2.2 同步电机方程 9
2.2.1 磁链方程 9
2.2.2 电压方程 10
2.2.3 转矩方程 11
2.3 派克变换 11
2.4 同步电机方程的变换 12
2.4.1 磁链方程的变换 12
2.4.2 定子电压方程的变换 13
2.4.3 转矩方程的变换 16
2.5 电机参数标幺值 17
2.5.1 转矩和功率方程 20
2.6 同步电机等效电路 21
2.7 磁链状态空间模型 22
2.7.1 未饱和模型 22
2.7.2 饱和模型 26
2.8 电流状态空间模型 27
参考文献 29
第3章 同步电机并网 30
3.1 同步电机与无穷大母线连接 30
3.1.1 磁链状态空间模型 31
3.1.2 电流状态空间模型 34
3.2 同步电机与综合电力系统连接 36
3.3 同步电机在不同运行模式中的参数 36
3.4 同步电机简化模型 39
3.4.1 经典模型 39
3.4.2 E′q模型 40
3.5 励磁系统 43
3.5.1 励磁系统建模 44
3.6 原动机控制系统建模 47
3.6.1 水轮机 47
3.6.2 汽轮机 49
参考文献 50
第4章 变压器、输电线路与负载建模 52
4.1 变压器 52
4.1.1 双绕组变压器建模 52
4.1.2 移相变压器建模 58
4.2 输电线 60
4.2.1 输电线电流和电压关系 60
4.2.2 输电线建模 61
4.3 负荷 62
4.3.1 静态负荷模型 62
4.3.2 动态负荷模型 64
4.4 关于稳定性和潮流分析的负载建模评价 65
参考文献 66
第Ⅱ部分 电力系统潮流 71
第5章 电力系统潮流分析 71
5.1 一般性概念 71
5.2 牛顿迭代法 72
5.2.1 极坐标系下的潮流方程计算方法 73
5.2.2 直角坐标系下的潮流计算方法 74
5.3 高斯-赛德尔迭代法 79
5.4 P-Q分解法 81
5.4.1 快速分解法 81
参考文献 84
第6章 最优潮流 85
6.1 问题公式化 85
6.2 求解问题 86
6.3 有动态安全约束下的OPF 89
参考文献 92
第Ⅲ部分 稳定性分析 97
第7章 小信号稳定性 97
7.1 基础概念 97
7.1.1 平衡点 98
7.1.2 平衡点的稳定性 99
7.1.3 同步电机的相量图 100
7.2 小信号稳定性 101
7.2.1 强制状态变量方程 107
7.3 同步发电机的电流状态空间线性模型 108
7.4 同步发电机的线性磁链空间状态模型 114
7.5 多机系统的小信号稳定性 118
参考文献 121
第8章 暂态稳定性 123
8.1 同步发电机模型 124
8.2 数值积分技术 127
8.3 简单电力系统暂态稳定性评估 127
8.4 多机电力系统的暂态稳定性分析 133
参考文献 145
第9章 暂态能量函数法 146
9.1 稳定性概率的定义 146
9.1.1 正定有界函数 147
9.1.2 负定有界函数 147
9.1.3 引理 147
9.1.4 稳定性区域 147
9.1.5 李雅普诺夫函数理论 147
9.2 单机无穷大系统的稳定性 148
9.3 多机电力系统的稳定性 154
9.3.1 能量平衡方法 155
9.3.2 暂态能量函数（TEF）法 159
参考文献 164
第Ⅳ部分 稳定性的提高与控制 167
第10章 人工智能技术 167
10.1 人工神经网络 167
10.2 神经网络拓扑结构 168
10.2.1 单层前馈结构 168
10.2.2 多层前馈结构 168
10.2.3 递归网络 169
10.2.4 反向传播学习算法 169
10.3 模糊逻辑系统 171
10.3.1 模糊集合论 171
10.3.2 语言变量 172
10.3.3 模糊IF-THEN规则 172
10.3.4 模糊系统的结构 172
10.4 神经模糊系统 173
10.4.1 自适应神经模糊推理系统 173
10.4.2 神经模糊控制结构 175
10.4.3 在线自适应技术 176
10.5 自适应简化神经模糊控制 177
10.5.1 规则库结构简化 177
10.6 自适应简易模糊逻辑控制的控制系统设计 179
参考文献 180
第11章 电力系统稳定器 182
11.1 常规PSS 182
11.1.1 常见的PSS配置 182
11.1.2 PSS输入信号 183
11.1.3 常见的PSS特性 184
11.2 基于自适应控制的PSS 184
11.2.1 直接自适应控制 184
11.2.2 间接自适应控制 186
11.2.3 间接自适应控制策略 187
11.3 基于PS控制的APSS 187
11.3.1 自动调节的PS控制策略 187
11.3.2 极移控制下的PSS性能研究 189
11.4 基于AI的APSS 190
11.4.1 具有NN预测器和NN控制器的APSS 190
11.4.2 基于自适应网络的FLC 192
11.5 合并分析和基于AI的PSS 194
11.5.1 神经辨识器和PS控制下的APSS 194
11.5.2 具有模糊逻辑辨识器和PS控制器的APSS 195
11.5.3 含有RLS辨识器的APSS和模糊逻辑控制 195
11.6 基于递归自适应控制的APSS 197
11.7 结语 200
参考文献 200
第12章 串联补偿 204
12.1 输电线路参数定义 204
12.2 无损输电线路的补偿 205
12.2.1 串联补偿容量的确定方法 205
12.2.2 无功补偿对无损线路暂态稳定性的提升 207
12.3 长距离输电线 209
12.3.1 长距离输电线串联补偿 210
12.4 多机电力系统暂态稳定性的提升 215
12.5 功率传输能力的研究 219
12.6 小扰动稳定性的提升 220
12.7 次同步振荡 223
12.7.1 机械系统 223
12.7.2 电力网络 225
参考文献 228
第13章 并联补偿 230
13.1 无损输电线的并联补偿 230
13.1.1 并联补偿后的线路参数计算 230
13.1.2 经并联补偿无损线路暂态稳定性的提升 231
13.2 长距离输电线 233
13.3 静止无功补偿器 235
13.3.1 FC-TCR补偿器的特征 236
13.3.2 FC-TCR补偿器的建模 237
13.4 静止同步补偿器（STATCOM） 243
13.5 并联补偿电力系统中ASNFC的应用 247
13.5.1 仿真分析 248
13.5.2 三相对地短路测试 248
参考文献 249
第14章 补偿装置 251
14.1 综述 251
14.2 柔性交流输电系统 251
14.2.1 晶闸管控制串联电容器 251
14.2.2 静止同步串联补偿器 253
14.2.3 静止无功补偿器 254
14.2.4 静止同步补偿器 256
14.2.5 移相变压器 257
14.2.6 统一潮流控制器 258
参考文献 259
第15章 最新技术 262
15.1 储能系统 262
15.1.1 化学储能系统（电池） 263
15.1.2 飞轮储能 263
15.1.3 压缩空气储能 263
15.1.4 抽水蓄能 264
15.1.5 超级电容器 265
15.1.6 超导储能 265
15.2 超导的应用 271
15.2.1 超导同步发电机 271
15.2.2 超导电缆 272
15.2.3 超导变压器 272
15.2.4 超导限流器 272
15.2.5 超导电磁储能应用 275
15.2.6 储能系统的特征 277
15.3 同步相量测量单元 277
15.3.1 广域测量系统的结构 277
15.3.2 广域测量系统的优点 278
15.3.3 案例分析 279
参考文献 279
附录 282
附录Ⅰ 同步电机计算中参数的标幺化形式 282
附录Ⅱ 9节 点测试系统 288
附录Ⅲ 数值积分技术 290
附录Ⅳ 含15节 点、4发电机的系统数据 293