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书名:现代电力系统丛书--动态电力系统的理论和分析

出版社:清华大学出版社

定价:38

条形码:9787302051428

ISBN:ISBN 7-302-05142-9

作者:倪以信 陈寿孙 张宝霖

印刷日期:2005-9-1

出版日期:2002-5-1

精装平装_开本_页数:平装16开,396页

简介

本书系统地叙述了电力系统动态行为的机理、数学模型和分析方法。全书内容分上下两篇。上篇介绍电力系统动态分析中常用元件的数学模型，涉及到同步机、励磁系统、原动机与调速系统、负荷、网络、直流输电系统、静止无功补偿器等；下篇重点阐述动态电力系统的基本理论和分析方法。

本书力求突出问题的物理本质和规律，对于各种分析方法的介绍思路清楚、简明扼要，便于自学。本书可以作为电力系统及其自动化专业的研究生教材，也可供本专业高年级学生以及电力系统科研人员和工程技术人员参考。

目录

前言Ⅴ上篇电力系统元件数学模型1同步电机数学模型1

1.1abc坐标下的有名值方程1

1.1.1理想电机1

1.1.2电压方程3

1.1.3磁链方程3

1.1.4功率、力矩及转子运动方程6

1.1.5小结8

1.2派克变换8

1.2.1经典派克变换8

1.2.2正交派克变换14

1.3dq0坐标下的有名值方程15

1.3.1电压方程15

1.3.2磁链方程16

1.3.3功率、力矩及转子运动方程18

1.3.4小结19

1.4同步电机标幺制20

1.4.1引言20

1.4.2各绕组的基值21

1.4.3确保标幺值互感可逆的约束(第一约束)22

1.4.4保留传统的标幺电机参数的约束(第二约束)25

1.4.5标幺值计算实例27

1.5dq0坐标下的标幺值方程29

1.5.1电压方程29

1.5.2磁链方程30

1.5.3功率、力矩及转子运动方程33

1.5.4算例37

1.6d轴和q轴等值电路、运算电抗及实用参数39

1.6.1q轴等值电路、运算电抗及实用参数39

1.6.2d轴等值电路、运算电抗及实用参数41

1.7同步电机实用模型45

1.7.1引言45

1.7.2三阶实用模型46

1.7.3五阶实用模型52

1.7.4二阶模型56

1.8小结592励磁系统数学模型61

2.1引言61

2.2直流励磁机数学模型62

2.2.1励磁机基本方程63

2.2.2励磁机有名值传递函数导出64

2.2.3标幺值传递函数导出65

2.3交流励磁机数学模型67

2.4典型励磁系统数学模型69

2.5小结713原动机及调速器数学模型72

3.1引言72

3.2原动机数学模型72

3.2.1汽轮机数学模型72

3.2.2水轮机数学模型74

3.3典型调速器数学模型76

3.3.1水轮机调速器数学模型76

3.3.2汽轮机调速器数学模型78

3.4小结804负荷数学模型81

4.1引言81

4.2负荷静态模型81

4.3负荷动态模型83

4.3.1考虑到感应电动机机械暂态过程的负荷动态模型83

4.3.2考虑到感应电动机机电暂态过程的负荷动态模型85

4.3.3考虑到感应电动机电磁暂态过程的负荷动态模型87

4.4小结895网络元件数学模型90

5.1引言90

5.2输电线路准稳态模型90

5.2.1abc相坐标准稳态模型90

5.2.2012对称分量准稳态模型92

5.2.3xy同步坐标实数域的准稳态模型94

5.3输电线路电磁暂态模型94

5.3.1abc相坐标电磁暂态模型95

5.3.2dq旋转坐标电磁暂态模型95

5.3.3xy同步坐标电磁暂态模型97

5.4变压器准稳态模型97

5.5变压器电磁暂态模型100

5.5.1abc相坐标电磁暂态模型101

5.5.2xy同步坐标电磁暂态模型101

5.5.3变压器接线对电磁暂态模型的影响103

5.6小结1056直流输电系统数学模型106

6.1引言106

6.2整流器的工作原理及数学模型107

6.3逆变器的工作原理及数学模型110

6.4双端直流输电系统的数学模型112

6.5直流系统的基本调节方式115

6.6小结1177静止无功补偿器数学模型118

7.1引言118

7.2TCR的工作原理和数学模型119

7.3静止无功电源SVG的工作原理和数学模型121

7.3.1SVG的工作原理与电流电压波形121

7.3.2SVG的准稳态数学模型126

7.4小结131下篇动态电力系统理论与分析8时域仿真法暂态稳定分析135

8.1引言135

8.2简化模型时域仿真法暂态稳定分析136

8.3发电机节点的处理和机网接口计算140

8.3.1考虑凸极效应的直接解法141

8.3.2考虑凸极效应的迭代解法143

8.4负荷节点处理145

8.5常微分方程的数值解法147

8.5.1基本概念147

8.5.2改进欧拉法152

8.5.3隐式梯形积分法154

8.6网络操作与故障处理156

8.7基于改进欧拉法和迭代解法的暂态稳定分析162

8.8基于隐式梯形积分法的暂态稳定分析166

8.8.1发电机转子运动方程168

8.8.2发电机转子绕组暂态方程169

8.8.3发电机定子绕组电压方程169

8.8.4原动机和调速器微分方程170

8.8.5励磁系统微分方程173

8.8.6动态负荷基本方程174

8.9时域仿真法暂态稳定分析的研究动向178

8.10小结1809电力系统暂态能量函数法暂态稳定分析181

9.1引言181

9.2单机无穷大系统的直接法暂态稳定分析182

9.3多机系统直接法暂态稳定分析的数学模型185

9.3.1同步坐标下的暂态能量函数和临界能量185

9.3.2惯量中心(COI)坐标下的暂态能量函数和临界能量188

9.4相关不稳定平衡点法(RUEP)暂态稳定分析191

9.5势能边界面法(PEBS)暂态稳定分析194

9.6扩展等面积法(EEAC)暂态稳定分析199

9.7综合法直接暂态稳定分析204

9.8李雅普诺夫直接法及李雅普诺夫函数208

9.9结构保留模型的直接暂态稳定分析210

9.10直接法的研究动向214

9.11小结21510电力系统静态稳定分析的基本概念与方法216

10.1引言216

10.2单机无穷大系统的功角静态稳定216

10.3单负荷无穷大系统的电压静态稳定221

10.4复杂系统静稳功率极限的实用计算法225

10.5复杂系统临界电压的实用计算法226

10.6多机系统静态稳定性分析228

10.6.1多机系统静态稳定分析数学模型229

10.6.2多机系统静态稳定分析232

10.7小结23411电力系统动态稳定分析的基本概念与方法235

11.1引言235

11.2单机无穷大系统的线性化模型235

11.3多机系统的线性化模型239

11.4多机系统动态稳定分析的特征分析法252

11.4.1特征根和特征向量的物理意义和数学性质253

11.4.2特征根与状态变量的相关性--相关因子256

11.4.3特征根和机电回路的相关比256

11.4.4特征根对参数变化的灵敏度257

11.4.5多机系统动态稳定分析的步骤258

11.5小结25912电力系统低频振荡260

12.1引言260

12.2单机无穷大系统的低频振荡260

12.2.1发电机采用经典二阶模型时系统的低频振荡260

12.2.2发电机采用三阶实用模型、计及励磁系统动态时系统的低频振荡262

12.3多机系统低频振荡的数学模型及特征分析法266

12.3.1多机系统低频振荡特征根的特点266

12.3.2多机系统低频振荡的数学模型及特征分析法268

12.4低频振荡分析的选择模式分析法270

12.4.1SMA法的基本原理270

12.4.2SMA法特征根和特征向量的计算272

12.4.3SMA法中相关因子、机电回路相关比及特征根灵敏度计算276

12.5低频振荡分析的自激法279

12.5.1自激法的原理279

12.5.2多机系统自激法分析的数学模型283

12.5.3自激法的主要优缺点286

12.6低频振荡的对策及PSS设计简介287

12.6.1单机无穷大系统的PSS设计287

12.6.2基于SMA法的PSS设计289

12.6.3基于自激法的PSS设计291

12.7小结29113电力系统的次同步振荡及轴系扭振292

13.1引言292

13.2多质块弹性轴系293

13.2.1双质块弹性轴系及扭振自然频率293

13.2.2多质块轴系模型294

13.2.3多质块轴系模式的解耦295

13.3感应发电机效应298

13.4机电扭振互作用300

13.5暂态力矩放大作用303

13.6装置引起的次同步振荡304

13.7简单系统中串补电容引起SSO的数学模型310

13.8多机系统SSO的线性化数学模型314

13.8.1状态方程形式的系统数学模型314

13.8.2扫频?复数力矩系数法SSO的分析数学模型320

13.9SSO的分析方法简介323

13.10抑制SSO的对策与SSO监护简介327

13.10.1抑制SSO的对策327

13.10.2SSO的监护328

13.11小结32914电力系统动态等值330

14.1引言330

14.2同调等值法331

14.2.1同调机组判别331

14.2.2同调发电机母线的化简335

14.2.3网络化简339

14.2.4同调发电机的动态聚合340

14.2.5同调等值法的计算步骤346

14.3模式等值法347

14.4估计等值法简介348

14.5小结34915交直流输电系统分析350

15.1交直流输电系统潮流计算350

15.2交直流输电系统暂态稳定分析353

15.3小结356附录Ⅰ同步电机定子各相绕组的自感及互感系数357

附录Ⅱ同步电机电磁力矩计算公式359

附录Ⅲ同步电机实用四阶模型361

附录Ⅳ同步电机实用六阶模型364

附录Ⅴ矩阵特征值的QR算法368

参考文献389