第1篇 非自治非线性多刚体运动系统稳定性的严格充要条件——互补群群际能量壁垒准则(CCEBC) 1
第1章 非自治多刚体运动系统的稳定性问题 1
1.1 非线性多刚体运动系统 1
1.2 受扰轨迹稳定性问题的直观描述 3
1.3 稳定性评估的步骤 4
1.4 用数值积分法求取受扰轨迹 5
1.5 运动稳定性问题的分类 5
1.6 受扰轨迹包络距离的有界性 6
1.7 受扰轨迹稳定性的经验判断 7
1.8 采用李雅普诺夫直接法的定性分析 8
1.9 稳定性定性分析的缺陷 10
1.10 工程应用对稳定性分析的要求 11
1.11 稳定性定量分析的困难 12
第2章 互补群惯量中心-相对运动(CCCOI-RM)变换 13
2.1 多刚体系统失稳时必有互补群之间的失稳 13
2.2 多刚体系统稳定时任何一对互补群间不可能失稳 14
2.3 稳定充要条件保持不变的轨迹降维变换 15
2.4 CCCOA变换和CCCOI变换 16
2.5 CCCOI轨迹凝聚——等值两刚体运动轨迹 17
2.6 CCCOI-RM映象——等值单刚体运动轨迹 18
2.7 CCCOI变换的保稳性普遍适用于已有的受扰轨迹 19
2.8 多刚体运动系统稳定的充要条件 21
第3章 单刚体轨迹稳定性的定性分析 23
3.1 单刚体轨迹稳定性研究的重要性 23
3.2 非线性单刚体运动系统受扰过程的直观描述 23
3.3 相平面法的现状及扩展 25
3.4 计及非自治因素的相平面定性稳定分析 26
3.5 DSP，FEP，UEP是完全不同的概念 30
第4章 单刚体轨迹稳定性的定量分析 32
4.1 参数稳定裕度与轨迹稳定裕度 32
4.2 对轨迹稳定裕度定义的要求 34
4.3 在轨迹定量分析方面的一些尝试 35
4.4 受扰轨迹的稳定程度 36
4.5 相平面的局限性及广义相平面的引入 37
4.6 扩展的相平面之一——加速度-速度平面 38
4.7 扩展相平面之二——外力(或加速度)-位置平面 43
4.8 非自治单刚体运动系统的能量壁垒准则 52
4.9 稳定裕度的标幺化 54
4.10 再论DSP和UEP的不同 55
第5章 多刚体稳定性的互补群群际能量壁垒准则 56
5.1 多刚体稳定性的定量求解途径——分解和聚合 56
5.2 映象的外力-位置曲线 57
5.3 CCCOI-RM映象的稳定裕度 59
5.4 多刚体轨迹稳定裕度问题的聚合 61
5.5 映象的参数极限和参数裕度 62
5.6 多刚体的参数极限和参数裕度 64
5.7 多刚体运动系统的互补群群际能量壁垒准则 65
第6章 映象评估的可行性问题 68
6.1 受扰过程的主导模式 68
6.2 用离散矢量的穷举选优框架来识别主导模式 72
6.3 用模式识别的框架来识别主导模式 73
6.4 能完整地复现Rn受扰轨迹的最小R1子集 74
6.5 失稳轨迹的主导模式 76
6.6 稳定轨迹的主导模式 77
6.7 利用已有的受扰轨迹来识别临界模式 77
6.8 智能筛选器和离散优化算法的集成框架 79
6.9 轨迹模式在参数空间中的变化规律 82
第7章 失稳模式变化的机理 83
7.1 轨迹模式变化规律的研究方法 83
7.2 模型和参数对受扰轨迹的影响 84
7.3 两刚体系统P-δ曲线的耗散校正和时间校正 85
7.4 多刚体系统映象P-δ曲线的非同调校正 89
7.5 多刚体R1映象的P-δ曲线的时变校正 91
7.6 参数变化对稳定裕度校正量的影响 94
7.7 失稳模式在参数空间中的分布 95
7.8 孤立稳定域及由其引起的邻域吸引子现象 98
第8章 小扰动和大扰动稳定性理论的统一 101
8.1 小扰动稳定性和大扰动稳定性 101
8.2 特征根技术和数值积分技术 101
8.3 CCEBC技术和特征根技术的不同 101
8.4 CCEBC技术和特征根技术的内在联系 102
第9章 互补群群际能量壁垒准则的生命力 103
9.1 使复杂多刚体稳定性的定量分析成为可能 103
9.2 通过选择Rn积分技术来得到所需的精度 104
9.3 由积分软件包来保证所需的适用性 105
9.4 在R1中得到高质量的量化信息 106
9.5 算法集成的过程所引入的进化和退化 106
9.6 关于“时变的李雅普诺夫函数”的概念 106
9.7 快速性和定量性——鱼和熊掌可以兼得 107
9.8 理论上的成果 109
9.9 从理论框架到工业应用 110
第10章 质点弹簧系统的受扰轨迹稳定性 111
10.1 CCEBC的应用示例 111
10.2 单质点弹簧哈密顿系统的稳定分析 111
10.3 有耗散项的单质点弹簧系统的稳定分析 120
10.4 多质点弹簧耦联系统 124
第2篇 互补群群际能量壁垒准则在电力系统稳定性定量分析中的应用——扩展等面积准则(EEAC) 131
第11章 电力系统暂态稳定性的基本概念 131
11.1 电力系统稳定研究的重大意义 131
11.2 电力系统安全稳定性的分类及其公式化 132
11.3 电力系统运行状态的划分 135
11.4 不同的应用目的对稳定分析工具的要求 137
11.5 对TSA及TSC算法的要求 139
第12章 电力系统暂态功角稳定性分析的步骤 140
12.1 TSA任务的分解与对应的求解方法 140
12.2 电力系统数学模型的建立 141
12.3 受扰轨迹的求取 144
12.4 基于经验来提取稳定性信息 145
12.5 避免求取受扰轨迹的努力 146
12.6 信息的提取是最薄弱的环节 147
第13章 等面积准则(EAC) 149
13.1 最简单的OMIB系统 149
13.2 有转移电导的OMIB系统 151
13.3 非哈密顿的OMIB系统 152
13.4 受扰过程在P-δ扩展相平面上的表现 152
13.5 等面积准则——稳定研究中的奇葩 155
13.6 哈密顿两机系统的严格降阶 157
13.7 学院式的工具 158
第14章 EAC在OMIB系统中的扩展 159
14.1 将EAC扩展到反向摆动的稳定分析 159
14.2 将EAC扩展到非哈密顿的OMIB系统 161
14.3 将EAC扩展到非自治的OMIB系统 161
14.4 普适于OMIB系统的稳定裕度 164
14.5 将EAC扩展到多摆的稳定分析 165
14.6 OMIB系统定量TSA的普适工具 165
第15章 已有方法的互补性和新方法的集成 166
15.1 将EAC推广到多机系统的研究 166
15.2 问题的关键 168
15.3 模型聚合 168
15.4 轨迹聚合 168
15.5 已有方法的互补性 169
15.6 观察空间与积分空间的分离 170
15.7 观察空间与积分空间的接口 171
15.8 观察空间与积分空间的协调 172
第16章 扩展等面积准则的基本原理 173
16.1 EEAC是CCEBC在电力系统中的应用 173
16.2 多机轨迹中的无界角度间隙及其对应的互补群惯量中心映象 174
16.3 多机电力系统的CCCOI-RM变换 178
16.4 多机系统稳定性的充要条件 180
16.5 映象极限值的最临界原则 180
16.6 CCCOI-RM保稳变换的普适性 182
16.7 EEAC的核心 182
第17章 集成EEAC(IEEAC) 187
17.1 IEEAC 187
17.2 映象P-δ曲线的获取 188
17.3 映象稳定性信息的定性提取 191
17.4 定性信息的保稳反变换 192
17.5 映象稳定性信息的定量提取 192
17.6 定量信息的保稳反变换 194
第18章 静态EEAC(SEEAC) 195
18.1 EEAC存在解析解的条件 195
18.2 忽略群内非同调性的经典模型多机系统 199
18.3 最简单的模型 200
18.4 受扰轨迹及其求取 201
18.5 定性信息的抽取 204
18.6 稳定裕度的计算 205
18.7 故障临界清除时间 206
18.8 SEEAC的第2摆稳定性 207
18.9 将SEEAC推广到较复杂的情况 211
18.10 SEEAC的贡献与缺陷 216
18.11 SEEAC的启迪 218
第19章 动态EEAC(DEEAC) 219
19.1 映象P(δ)曲线的获取 219
19.2 提高正弦预报的精度 221
19.3 通过减小映射步长来降低预报误差 223
19.4 补偿由时变因素引起的预报误差 226
19.5 DEEAC 229
19.6 复杂模型下的DEEAC 232
第20章 灵敏度分析和参数稳定域 234
20.1 EEAC的灵敏度分析 234
20.2 灵敏度分析的原理 235
20.3 对象参数和目标方向 237
20.4 灵敏度系数的求取 238
20.5 映象的参数极限和参数裕度 241
20.6 多机电力系统参数稳定极限问题的聚合 242
20.7 灵敏度分析的实例 243
第21章 轨迹主导模式的识别及其变化机理 247
21.1 受扰轨迹主导模式的特征 247
21.2 失稳模式的摆次 247
21.3 失稳模式的识别 251
21.4 精确的映象值与对应的SEEAC估计值 253
21.5 参数对多机受扰轨迹的影响 254
21.6 多机轨迹影响映象稳定裕度的途径 255
21.7 参数变化对各种模式的稳定裕度的影响 261
21.8 失稳模式在故障清除时间轴上的分布 262
21.9 失稳模式在参数空间中的分布 267
第22章 临界群的识别 269
22.1 临界模式 269
22.2 临界群识别问题 270
22.3 用EEAC识别临界群的基础 274
22.4 EEAC中临界群识别方法的演变 275
22.5 候选临界群的选择 277
22.6 轨迹的首次试探 279
22.7 失稳映象提供的信息 280
第23章 EEAC三种算法的互补和协调 281
23.1 EEAC的发展历史 281
23.2 EEAC理论 282
23.3 EEAC算法的组成 282
23.4 SEEAC 282
23.5 DEEAC 284
23.6 IEEAC 284
23.7 EEAC算法框架 284
23.8 EEAC可以提供的信息 287
23.9 量化分析的能力加快了计算的速度 288
第24章 其他运动变量和代数变量的暂态安全性 290
24.1 电力系统的暂态频率稳定性和电压安全性 290
24.2 电力系统暂态安全的全面观点 290
24.3 暂态电压安全性 291
24.4 考虑感应电动机负荷的暂态电压稳定性评估 293
24.5 暂态电压跌落可接受性评估 293
24.6 暂态电压安全极限的搜索策略 295
24.7 暂态功角稳定性和暂态电压安全性 296
第25章 机电模式特征根的分析 297
25.1 电力系统特征根的计算方法 297
25.2 EEAC与特征根分析的关系 299
25.3 EEAC对AESOPS算法的改进 300
25.4 特征频率的直接估计 302
25.5 近似的牛顿法 303
25.6 基于模式识别的发电机智能控制器 306
第26章 EEAC对电力系统稳定理论的贡献 307
26.1 多机电力系统稳定的充要条件和失稳的机理 307
26.2 突变发生在DSP而不是发生在UEP 308
26.3 轨迹模式及临界模式的定义和识别 308
26.4 失稳模式在参数空间中的分布问题 309
26.5 参数空间中的孤立稳定域 309
26.6 由ISD引起的邻域吸引子(NARI)现象 316
26.7 再同步中的混沌现象 317
26.8 稳定控制的机理 325
26.9 稳定控制中的负效应 329
26.10 小扰动稳定理论和大扰动稳定理论的统一 333
26.11 EEAC的适用性 334
第27章 EEAC的工业应用 335
27.1 电力系统工程应用的要求 335
27.2 EEAC在交互性研究中的应用 343
27.3 进入国际市场的软件包 343
27.4 EEAC在系统规划中的应用 344
27.5 EEAC在运行规划中的应用 348
27.6 在线稳定分析工程 349
27.7 在线稳定预防控制 354
27.8 紧急控制决策表的离线准备 355
27.9 自适应的紧急控制装置 360
第28章 结语 367
附录A 多刚体受扰轨迹的保稳降维映射 370
A.1 概述 370
A.2 互补群位置中心-相对运动(CCCOA-RM)变换 370
A.3 City-block变换 372
A.4 讨论 376
参考文献 377
索引 384
英文概述(Preface) 386
英文目次(Contents) 388
英文图表清单(Figures and tables) 396