現代電力系統分析

序
前言
第1章緒論1
1.1電力系統發展概述1
1.2現代電力系統2
1.2.1現代電力系統特徵和挑戰2
1.2.2現代電力系統分析理論與方法5
1.3本書的主要內容9

第2章電力系統計算基礎知識11
2.1概述11
2.2圖論的基本知識11
2.2.1圖論的術語和定義11
2.2.2圖的矩陣表示13
2.2.3矩陣形式的基爾霍夫定律16
2.3電力網絡方程18
2.3.1節點電壓方程和回路電流方程18
2.3.2節點導納矩陣19
2.4線性方程組的解法27
2.4.1高斯消去法28
2.4.2因數表法31
2.4.3三角分解法34
2.5電力網絡求解的稀疏技術36
2.5.1稀疏存儲技術37
2.5.2稀疏求解技術41
2.6節點優化編號45
2.7大型電力網絡的分塊計算50
2.7.1節點分裂法51
2.7.2支路切割法52
2.7.3大規模電網的分解協調平行計算方法53
2.8常微分方程的數值解法55
2.8.1歐拉法56
2.8.2改進歐拉法57
2.8.3龍格庫塔法58
2.8.4隱式積分法58
2.9本章小結59
現代電力系統分析

第3章電力系統潮流計算60
3.1概述60
3.2潮流計算的數學模型61
3.2.1潮流方程61
3.2.2潮流計算的定解條件65
3.2.3潮流計算的約束條件66
3.3經典電力系統潮流計算方法66
3.3.1高斯賽德爾法67
3.3.2牛頓拉夫遜法68
3.3.3快速解耦演算法73
3.3.4潮流計算方法的比較76
3.4交直流混聯系統潮流計算77
3.4.1交直流潮流計算方程78
3.4.2交直流潮流的統一演算法80
3.4.3交直流潮流的循序演算法82
3.5含FACTS元件的電力系統潮流計算82
3.5.1FACTS元件模型83
3.5.2含FACTS元件的電力系統潮流計算86
3.6幾種特殊性質的潮流演算法90
3.6.1直流潮流90
3.6.2隨機潮流91
3.6.3三相潮流92
3.6.4諧波潮流92
3.7本章小結93

第4章電力系統分析方法及應用94
4.1概述94
4.2靈敏度分析方法94
4.2.1靈敏度分析的基本方法95
4.2.2靈敏度分析方法在電力系統中的應用98
4.2.3分佈因數分析的基本方法99
4.2.4分佈因數在電力系統中的應用103
4.3最優化潮流演算法105
4.3.1最優潮流的數學模型106
4.3.2最優潮流的簡化梯度演算法107
4.3.3最優潮流的內點法110
4.3.4最優潮流在電力系統中的應用114
4.4電力系統靜態等值118
4.4.1電力系統靜態等值的基本概念118
4.4.2Ward等值120
4.4.3REI等值123
4.5本章小結125

第5章電力系統狀態估計126
5.1概述126
5.2狀態估計的基本概念126
5.2.1估計126
5.2.2電力系統量測方程128
5.2.3狀態估計與潮流計算的區別130
5.2.4電力系統狀態估計流程130
5.3系統的可觀測性分析132
5.3.1數值法132
5.3.2拓撲法133
5.3.3混合法135
5.4最小二乘狀態估計135
5.5支路潮流狀態估計138
5.5.1數學模型138
5.5.2演算法特點141
5.6不良資料的檢測與辨識142
5.6.1不良資料檢測142
5.6.2不良數據辨識147
5.7本章小結151

第6章電力系統靜態安全分析152
6.1概述152
6.2電力系統運行狀態153
6.3靜態安全分析的支路開斷模擬154
6.3.1直流法154
6.3.2補償法158
6.3.3靈敏度分析法161
6.4靜態安全分析的發電機開斷模擬165
6.4.1方法原理165
6.4.2結合解耦潮流演算法的發電機開斷167
6.4.3考慮外部等值167
6.5預想事故的自動篩選168
6.5.1評價事故的行為指標169
6.5.2預想事故的自動篩選方法169
6.6本章小結170

第7章電力系統故障分析171
7.1概述171
7.2簡單不對稱故障計算171
7.2.1對稱分量法171
7.2.2簡單故障的再分析174
7.3複雜故障計算179
7.3.1用於故障分析的兩埠網路179
7.3.2雙重故障計算182
7.3.3多重故障計算187
7.4本章小結188

第8章電力系統元件模型189
8.1發電機模型189
8.1.1理想電機189
8.1.2abc坐標系統下的基本方程190
8.1.3dq0坐標系統下的基本方程191
8.1.4用標么值表示的同步電機方程193
8.1.5用電機參數表示的同步電機方程196
8.1.6同步電機實用模型199
8.2勵磁系統數學模型201
8.2.1勵磁機的數學模型202
8.2.2典型勵磁系統模型206
8.2.3電力系統穩定器208
8.3原動機及調速器數學模型208
8.3.1水輪機及其調速系統模型208
8.3.2汽輪機及其調速系統模型211
8.4負荷模型214
8.4.1負荷靜態特性模型214
8.4.2負荷動態特性模型215
8.5高壓直流輸電系統的數學模型217
8.5.1直流輸電的穩態模型217
8.5.2直流系統的基本調節方式223
8.5.3直流控制系統模型225
8.6雙饋風電機組模型225
8.6.1雙饋風電機組詳細模型225
8.6.2雙饋風電機組平均模型229
8.7本章小結231

第9章電力系統小干擾穩定分析232
9.1特徵分析法232
9.1.1特徵值和特徵向量233
9.1.2動態系統的自由運動234
9.1.3主要術語介紹235
9.2單機無窮大系統的小干擾穩定分析238
9.2.1發電機採用經典二階模型時的系統小干擾分析238
9.2.2發電機採用三階實用模型時的系統小干擾分析241
9.3多機系統的小干擾分析250
9.3.1電力系統的線性化模型250
9.3.2全系統線性化方程組的形成257
9.3.3小干擾穩定的分析方法介紹258
9.4交直流混聯電力系統小干擾分析的研究動向263
9.5本章小結265

第10章電力系統暫態穩定分析266
10.1暫態穩定分析的時域模擬法267
10.1.1全系統數學模型267
10.1.2微分方程組和代數方程組的求解方法268
10.1.3暫態穩定分析的一般過程269
10.1.4發電機節點的處理和機網介面計算271
10.1.5負荷節點處理275
10.1.6網路操作及故障的處理276
10.1.7暫態穩定分析數值解的計算過程279
10.2電力系統直接法暫態穩定分析282
10.2.1直接法的簡單概念282
10.2.2單機無窮大系統的直接法暫態穩定分析284
10.2.3多機系統直接法暫態穩定分析286
10.3本章小結290
參考文獻291