第1篇 电力受端系统暂态及中长期电压稳定的机理和判据研究 3
第1章 概述 3
1.1 电压稳定研究的目的和意义 3
1.2 电压稳定的研究内容 3
1.3 电压稳定的研究进展 4
1.4 本课题的主要研究成果 5
参考文献 7
第2章 暂态及中长期电压稳定机理研究 8
2.1 电压稳定性的定义 9
2.2 电压失稳机理研究 12
2.2.1 简单纯电阻电路电压稳定性 12
2.2.2 简单纯电阻电路电压稳定性的数学描述 14
2.2.3 交流电路的电压稳定性 15
2.3 暂态电压失稳影响因素 16
2.3.1 暂态电压失稳 16
2.3.2 暂态电压失稳影响因素分析 18
2.4 中长期电压稳定影响因素 21
2.4.1 中长期电压稳定 21
2.4.2 中长期电压失稳影响因素分析 22
2.5 典型电压崩溃事故综述及电压崩溃特征分析 22
2.5.1 典型电压崩溃事故综述 23
2.5.2 暂态电压失稳的特征 26
2.5.3 中长期电压失稳的特征 26
2.6 小结 27
参考文献 27
第3章 暂态及中长期电压稳定判据研究 30
3.1 暂态及中长期电压稳定判据研究现状 30
3.2 基于时域仿真的戴维南等值参数跟踪计算方法 32
3.2.1 数学描述 33
3.2.2 准确性分析 35
3.3 基于全微分的戴维南等值参数跟踪计算方法 37
3.3.1 传统戴维南等值方法 37
3.3.2 基于全微分的戴维南等值参数跟踪计算方法 38
3.4 暂态及中长期电压稳定判据 42
3.4.1 电压稳定判据的理论推导 42
3.4.2 等阻抗法 45
3.4.3 最大电磁功率法 49
3.4.4 功率电流反向法 54
3.5 小结 60
参考文献 60
第4章 暂态电压稳定与暂态功角稳定的判别 62
4.1 基于戴维南等值跟踪的失稳模式判别 63
4.1.1 理论基础 63
4.1.2 简单电力系统的失稳模式判别 64
4.1.3 复杂电力系统的失稳模式判别 65
4.1.4 算例分析 65
4.2 基于能量函数法和奇异诱导分岔的失稳模式判别 68
4.2.1 研究现状 68
4.2.2 理论基础 69
4.2.3 算法原理 78
4.2.4 算例分析 81
4.3 小结 84
参考文献 84
第5章 交直流系统电压稳定分析 86
5.1 多馈入短路比和临界短路比 86
5.1.1 理论基础 86
5.1.2 多馈入短路比定义 89
5.1.3 多馈入短路比与单馈入短路比的关系 94
5.1.4 多馈入临界短路比 94
5.2 多馈入短路比与电压稳定性分析 97
5.2.1 多馈入电压灵敏因子 97
5.2.2 多馈入最大直流功率 97
5.2.3 数学分析 98
5.2.4 仿真分析 102
5.3 小结 104
参考文献 105
第6章 暂态及中长期稳定算法研究和软件开发 106
6.1 程序算法及流程图 107
6.1.1 数值积分算法 107
6.1.2 程序的流程图 108
6.2 程序的仿真模型 110
6.3 暂态及中长期电压稳定判据的实现 112
6.4 算例验证 114
6.4.1 算例一 114
6.4.2 算例二 116
6.5 小结 120
参考文献 121
附录A 本课题成果 123
A.1 论著 123
A.2 专利 123
A.3 其他 124
附录B 3机10节点系统 126
附录C WSCC 4机11节点系统 128
附录D NEW ENGLAND 10机39节点系统 129
附录E 感应电动机负荷三阶机电暂态数学模型 130
第2篇 电力受端系统广义负荷特性分析 133
第7章 概述 133
7.1 负荷建模的研究意义 133
7.2 负荷建模的研究内容 133
7.3 负荷建模研究进程 134
7.4 本课题的研究成果 134
参考文献 135
第8章 负荷建模基础理论研究 136
8.1 负荷模型的种类 136
8.2 TVA负荷模型结构 137
8.3 模型参数辨识方法研究 139
8.3.1 参数综合优化算法 139
8.3.2 参数辨识范围调整 140
8.3.3 根据灵敏度对有功进行调整 143
8.4 基于PMU的负荷建模 145
8.4.1 PMU相量数据获取方法 145
8.4.2 PMU数据的可辨识性研究 146
8.4.3 实际PMU数据及处理 147
8.4.4 基于PMU负荷建模实践 148
8.5 小结 150
参考文献 150
第9章 负荷统计学特性研究 151
9.1 负荷分类 151
9.1.1 聚类分析 151
9.1.2 特征向量选取 152
9.2 负荷空间降维和模型泛化 157
9.2.1 负荷空间降维的必要性 157
9.2.2 支持向量机在负荷建模中的应用 159
9.3 小结 165
参考文献 166
第10章 负荷的不确定性分析 167
10.1 基于概率分配法的不确定性分析 167
10.1.1 概率分配法基本原理 167
10.1.2 概率分配法的适用性分析 169
10.2 基于随机响应面法的不确定性分析 170
10.2.1 随机响应面法基本原理 170
10.2.2 随机响应面法的适用性分析 173
10.3 负荷模型结构的不确定性分析 175
10.3.1 静态负荷模型的不确定性 75
10.3.2 综合负荷模型的不确定度 177
10.4 负荷模型参数的不确定性分析 178
10.4.1 实测负荷模型参数的有效性验证 179
10.4.2 极限切除时间下的不确定性分析 181
10.5 小结 183
参考文献 183
第11章 含分布式发电的负荷建模 185
11.1 简介 185
11.2 含同步发电机的负荷建模 185
11.2.1 动态仿真系统介绍 185
11.2.2 同步发电机容量大小对负荷建模的影响 186
11.2.3 含同步发电机的负荷建模 188
11.2.4 异步机并联静特性负荷模型 191
11.2.5 异步机并联静特性模型仿真结果 191
11.3 含风电场的负荷建模 192
11.3.1 简介 192
11.3.2 风电场对负荷建模的影响 193
11.3.3 含风电场的负荷建模 194
11.4 小结 197
参考文献 197
第12章 电力系统冲击负荷建模 199
12.1 冲击负荷建模思路 199
12.1.1 冲击负荷的范畴 199
12.1.2 冲击负荷建模思路 199
12.1.3 冲击负荷测量设备启动判据分析 200
12.2 冲击负荷生产特点分析 200
12.2.1 硅铁 200
12.2.2 电解铝 202
12.2.3 小结 204
12.3 冲击负荷的模型结构研究 204
12.4 冲击负荷的冲击特性建模 205
12.4.1 硅铁冲击负荷 205
12.4.2 模型检验 206
12.4.3 分析讨论 206
12.5 冲击负荷的负荷特性建模 207
12.5.1 异步电动机综合负荷模型 207
12.5.2 10％异步电动机+90％恒电流 208
12.5.3 配网阻抗模型 209
12.5.4 本文提出的负荷模型 209
12.6 小结 210
参考文献 210
附录F 本课题成果 211
F.1 论著 211
F.2 专利 211
F.3 其他 212
附录G 213
第3篇 电力受端系统的动态等值理论 217
第13章 概述 217
13.1 动态等值的目的意义 217
13.2 动态等值的研究内容 217
13.3 动态等值的研究进展 218
13.4 本课题的主要成果 219
参考文献 220
第14章 动态等值的方式 222
14.1 动态等值的方式 222
14.2 异步迭代算法 223
14.2.1 基于灵敏度的校正算法 224
14.2.2 合理选择可调节点 225
14.2.3 算例分析 226
14.3 小结 229
参考文献 229
第15章 动态等值的模型 230
15.1 动态等值模型的结构 230
15.2 缓冲网节点的选择 231
15.3 动态等值模型的方程 232
15.3.1 以相角作为输入的模型 232
15.3.2 以频率作为输入的模型 233
15.4 小结 234
参考文献 234
第16章 动态等值的同调方法 235
16.1 基本原理 235
16.2 发电机群的动态等值 236
16.2.1 同调发电机群的判别 236
16.2.2 同调发电机母线的化简 237
16.2.3 发电机本体的聚合 239
16.2.4 励磁系统与PSS的聚合 241
16.2.5 原动机调速系统的聚合 248
16.3 电动机群的动态等值 253
16.3.1 基本原理 253
16.3.2 电动机群的判别 254
16.3.3 电动机负荷母线的化简 255
16.3.4 电动机负荷的参数聚合 255
16.3.5 不同负荷模型影响对比 255
16.4 剩余网络的化简 258
16.4.1 REI法 258
16.4.2 CSR法 258
16.5 小结 259
参考文献 260
第17章 动态等值的辨识方法 262
17.1 基本原理 262
17.2 动态等值模型的结构特性 262
17.2.1 参数灵敏度 262
17.2.2 参数可辨识性 266
17.2.3 参数辨识难易度 272
17.3 动态等值模型的参数辨识 272
17.4 动态等值的混合方法 273
17.5 仿真算例 274
17.6 工程实例 276
17.7 小结 277
参考文献 277
第18章 动态等值的模态方法 278
18.1 近似线性化模态方法 278
18.1.1 基本步骤 278
18.1.2 主要问题 278
18.2 精确线性化模态方法 279
18.2.1 结构分解 279
18.2.2 精确线性化模态等值 280
18.2.3 总体框架 284
18.3 小结 285
参考文献 285
第19章 动态等值软件开发 286
19.1 软件结构与算法流程 286
19.2 算例 289
附录H 本课题成果 292
H.1 论著 292
H.2 其他 293
附录I IEEE 39节点系统 294
第4篇 超高压交、直流混合输电系统的交互影响和直流系统换流站换相失败的机理分析 301
第20章 概述 301
20.1 本课题的研究意义 301
20.2 本课题的研究内容及其成果 302
参考文献 302
第21章 交直流混合输电系统交互影响的模态级数分析 304
21.1 非线性系统的模态级数表示 305
21.2 数学模型 306
21.2.1 交流系统模型 306
21.2.2 直流系统模型 307
21.2.3 发电机的电磁功率特性和AC/DC接口方程 308
21.3 模态级数法的应用 309
21.4 仿真算例分析 310
21.5 小结 312
参考文献 312
第22章 交直流混合输电系统的优化控制措施 314
22.1 基于模态级数法和轨迹灵敏度的励磁调节器参数的优化 314
22.1.1 模态级数法简介 314
22.1.2 数值微商算法 315
22.1.3 励磁调节器参数优化设计 316
22.1.4 仿真算例分析 316
22.2 考虑未建模动态的直流输电系统鲁棒自适应控制 320
22.2.1 带未建模动态的鲁棒自适应非线性控制原理简介 320
22.2.2 直流线路附加控制器设计 321
22.2.3 仿真算例分析 322
22.3 多馈入高压直流输电系统非线性附加控制器的设计 323
22.3.1 控制系统的数学模型 323
22.3.2 控制器设计 325
22.3.3 仿真算例分析 327
22.4 多馈入交直流输电系统的分散协调控制 328
22.4.1 基于可选择控制结构的部分输出量反馈最优分散协调控制 328
22.4.2 基于PMU的多馈入交直流系统的分散协调控制 334
22.4.3 基于最优变目标的交直流混合输电系统分层协调控制 338
22.5 小结 344
参考文献 344
第23章 交直流混合输电系统的机电暂态和电磁暂态混合仿真 346
23.1 典型数字仿真程序在交直流输电系统仿真中的应用 346
23.1.1 机电暂态仿真程序 346
23.1.2 电磁暂态仿真程序 347
23.1.3 本文采用的仿真程序 347
23.2 电力系统机电暂态和电磁暂态混合仿真的理论基础 347
23.2.1 机电暂态和电磁暂态数学模型 347
23.2.2 快、慢子系统的划分 352
23.2.3 混合仿真模型的数据接口分析方法及其算法流程 352
23.2.4 双时标混合仿真方法 355
23.3 仿真算例分析 356
23.4 小结 359
参考文献 359
第24章 高压直流输电系统换相失败判断标准的理论分析研究 361
24.1 数学模型的建立及机理分析 362
24.2 仿真算例分析 365
24.3 小结 367
参考文献 367
第25章 影响多馈入高压直流输电换相失败的因素 369
25.1 系统强度对多馈入高压直流换相失败的影响 369
25.1.1 数学模型的建立及理论分析 369
25.1.2 仿真算例分析 375
25.2 耦合导纳对多馈入高压直流换相失败的影响 377
25.2.1 数学模型的建立及理论分析 377
25.2.2 仿真算例分析 382
25.3 多馈入直流交互作用因子对换相失败的影响 384
25.3.1 多馈入交互因子与换相失败的关系 385
25.3.2 仿真工具及换相失败判据 386
25.3.3 系统模型 387
25.3.4 仿真算例分析 387
25.4 小结 392
参考文献 393
第26章 高压直流输电系统换相失败临界指标研究 394
26.1 换相失败临界指标 394
26.1.1 换相失败免疫因子（CFII） 394
26.1.2 基于EMTDC优化仿真的换相失败临界指标求解 396
26.2 两端直流系统换相失败临界指标分析 397
26.3 多馈入情况下电气距离对换相失败的指标影响分析 398
26.4 小结 399
参考文献 399
第27章 多馈入高压直流输电系统换相失败的预防控制和换相失败后直流系统快速恢复策略 400
27.1 避免逆变器换相失败的预防措施 400
27.1.1 换相失败的预防措施 400
27.1.2 换相失败后直流系统快速恢复的策略 401
27.2 高压直流输电系统对换相失败的控制 402
27.2.1 换相失败的控制 402
27.2.2 抑制复杂系统换相失败交互作用的多层协调控制 404
27.3 换相失败的控制策略在南方电力系统中的仿真分析验证研究 406
27.3.1 未采取任何控制措施时系统的仿真分析研究 407
27.3.2 采用多层协调控制后复杂系统换相失败的仿真分析 408
27.4 小结 409
参考文献 410
附录J 本课题成果 411
J.1 论著 411
J.2 专利 412
J.3 其他 413