第1章 电力系统概述 1
1.1电力系统基本概念 1
1.1.1电力系统的组成 1
1.1.2电力系统的运行特点 2
1.1.3电力系统设计的基本要求 2
1.1.4本课程学习内容简介 3
1.2电力系统的主要电源 3
1.2.1火力发电厂 3
1.2.2水力发电厂 4
1.2.3核电站 5
1.2.4风电 6
1.2.5太阳能 7
1.3电力网 7
1.3.1额定电压与额定频率 7
1.3.2输电网与配电网 9
1.3.3电力系统中性点接地方式 10
1.4电力系统的负荷 10
1.4.1负荷的分类 10
1.4.2负荷曲线 11
1.5电力系统发展概况 13
1.5.1电力系统发展简史 13
1.5.2我国的电力系统 14
1.5.3电力系统的发展前景 15
小结 15
习题 16
第2章 电力系统元件等效电路和参数 19
2.1电力线路等效电路及其参数 19
2.1.1电力线路的分类和结构 19
2.1.2单位长度电力线路的等效电路及参数 20
2.1.3电力线路的等效电路 23
2.2变压器等效电路及其参数 26
2.2.1双绕组变压器等效电路和参数 26
2.2.2三绕组变压器等效电路和参数 28
2.2.3自耦变压器等效电路和参数 31
2.3同步发电机等效电路及参数 31
2.3.1理想同步发电机的基本概念 31
2.3.2同步发电机稳态运行时的参数和等效电路 32
2.4电力系统负荷模型 33
2.4.1负荷用功率表示 34
2.4.2负荷用复阻抗表示 34
2.5电力系统的等效电路 34
2.5.1有名制表示的等效电路 34
2.5.2标么制 37
2.5.3标么制表示的等效电路 38
2.5.4近似估算时标么制表示的等效电路 41
小结 43
习题 43
第3章 简单电力系统潮流分析 46
3.1电力线路分析 46
3.1.1电力线路的电压降落 46
3.1.2电力线路的功率损耗 49
3.2变压器分析 50
3.2.1变压器的电压降落与功率损耗 50
3.2.2运算功率和运算负荷 50
3.3简单开式网络的潮流计算 51
3.3.1已知同端电压和功率时的潮流计算 51
3.3.2已知首端电压和末端功率的潮流计算 52
3.4简单闭式网络的潮流计算 57
3.4.1两端供电网络的潮流计算 57
3.4.2简单环形网络的潮流计算 58
3.5电力网的电能损耗估算 61
3.5.1电力线路中的电能损耗估算 61
3.5.2变压器中的电能损耗 63
3.5.3电力网的网损率 64
小结 65
习题 65
第4章 复杂电力系统潮流计算 68
4.1电力网络的数学模型 68
4.1.1节点电压方程的建立 68
4.1.2节点导纳矩阵及其修正 70
4.1.3变压器电压比改变时导纳矩阵的修正 72
4.2功率方程和节点分类 74
4.2.1功率方程 74
4.2.2节点分类 76
4.2.3潮流计算的约束条件 76
4.3牛顿-拉夫逊法潮流计算 77
4.3.1牛顿-拉夫逊法的基本原理 77
4.3.2潮流计算的修正方程 79
4.3.3牛顿-拉夫逊潮流计算步骤 81
4.4 P-Q分解法潮流计算 83
4.4.1 P-Q分解法的简化过程 83
4.4.2 P-Q分解法潮流计算步骤 85
4.5 Matlab在电力系统潮流分析中的应用举例 86
小结 89
习题 90
第5章 电力系统功率平衡与控制 93
5.1电力系统中有功功率平衡与频率变化 93
5.2有功功率的电源与负荷 94
5.2.1有功功率负荷及其变化 94
5.2.2有功功率电源的备用 94
5.2.3各类发电厂的合理组合 95
5.3电力系统的有功功率平衡 96
5.3.1电力系统的有功功率-频率静态特性 96
5.3.2电力系统的频率调整 98
5.4电力系统中无功功率的平衡 103
5.4.1无功功率负荷和无功功率损耗 104
5.4.2无功功率电源 105
5.4.3无功功率与电压的关系 107
5.5电力系统的电压控制 108
5.5.1中枢点的电压管理 108
5.5.2电压调整的基本原理 109
5.5.3电压调整措施 110
小结 119
习题 120
第6章 电力系统三相短路故障分析 123
6.1电力系统故障概述 123
6.1.1电力系统故障原因及分类 123
6.1.2短路计算的简化 124
6.2无限大容量电源供电的电力系统三相短路 124
6.2.1无限大容量电源的概念 124
6.2.2无限大容量电源供电的三相短路电流分析 124
6.2.3短路冲击电流 127
6.2.4短路电流的最大有效值和短路功率 128
6.3电力系统三相短路的实用计算 132
6.3.1确定系统各元件的次暂态参数 132
6.3.2起始次暂态电流I″的计算 135
6.3.3非无限大电源供电的电力系统三相短路时的冲击电流 136
6.3.4电力系统三相短路分析举例 137
6.4应用运算曲线求任意时刻的短路电流 141
6.4.1运算曲线的制订 141
6.4.2运算曲线的应用 142
6.4.3电流分布系数和转移阻抗 145
6.5三相短路起始暂态电流的计算机算法 145
小结 148
习题 148
第7章 电力系统不对称运行分析方法——对称分量法 151
7.1对称分量法及其应用 151
7.1.1对称分量法 151
7.1.2对称分量法在不对称短路计算中的应用 153
7.2同步发电机的各序参数 154
7.3变压器的各序参数和等效电路 155
7.3.1普通变压器的各序参数 155
7.3.2变压器等效电路与外电路的连接 157
7.3.3中性点有接地阻抗时变压器的零序等效电路 158
7.4电力线路的各序参数和等效电路 158
7.5异步电动机和综合负荷各序参数和等效电路 159
7.6电力系统故障运行的等效电路 160
小结 165
习题 166
第8章 电力系统不对称故障分析 169
8.1简单不对称短路的分析与计算 169
8.1.1单相接地短路 169
8.1.2两相短路 174
8.1.3两相接地短路 177
8.1.4正序等效定则 180
8.2简单不对称短路时非故障处的电压和电流计算 183
8.2.1计算序电压和序电流的分布 183
8.2.2序电压和序电流经变压器后的相位变换 184
8.2.3非故障点电压和电流计算举例 185
8.3电力系统非全相运行的分析 187
8.3.1单相断线故障 188
8.3.2两相断线故障 189
8.4不对称短路时运算曲线的应用 190
8.5不对称短路计算机辅助分析 190
小结 192
习题 192
第9章 电力系统稳定性分析 196
9.1电力系统稳定性概述 196
9.2电力系统的静态稳定 197
9.2.1静态稳定的基本概念 197
9.2.2静态稳定实用判据 199
9.2.3励磁调节对静态稳定性的影响 201
9.2.4静态稳定的分析方法 202
9.3电力系统的暂态稳定 202
9.3.1暂态稳定的基本概念 202
9.3.2简单电力系统暂态稳定的分析 204
9.3.3等面积定则 206
9.3.4极限切除角 207
9.4提高电力系统稳定性的措施 209
9.4.1提高稳定性的一般原则 210
9.4.2改善电力系统元件的特性和参数 210
9.4.3改善电力系统运行条件和参数 212
9.4.4防止系统失去稳定的措施 214
小结 214
习题 215
附录 短路电流运算曲线 218
参考文献 223