电力系统电压稳定性及其控制第1章

概论

1.1 现代电力系统

1.2 电力系统运行及控制

1.3 电力系统稳定性的定义及分类

1.4 电力系统电压不稳定事故及其特征

1.5 电压稳定性的研究

电力系统电压稳定性及其控制第2章

电力系统和设备的特性

2.1 电力传输系统特性

2.2 发电系统特性

2.3 负荷系统特性

2.4 无功补偿设备特性

电力系统电压稳定性及其控制第3章

电压稳定分析的数学理论基础

3.1 可行域与边界理论

3.2 动力系统基本概念

3.3 分岔理论基础

3.4 微分——代数系统

3.5 多时标

电力系统电压稳定性及其控制第4章

电压稳定性分析的数学模型

4.1 概述

4.2 发电机系统模型

4.3 负荷模型

4.4 有载调压变压器（OLTC）

4.5 机械投切电容器（HSC）和电抗器（HSR）

4.6 FACTS设备模型

4.7 高压直流输电系统（HVDC）的模型

电力系统电压稳定性及其控制第5章

电压稳定性的静态分析

5.1 概述

5.2 负荷能力极限

5.3 电压稳定性和转子角度稳定性关系

5.4 电压稳定性（P-U曲线分析）

5.5 电压稳定性（U-Q曲线分析）

5.6 电压稳定性和潮流问题

5.7 用于电压稳定分析的扩展潮流

5.8 电压稳定的灵敏度分析

5.9 电压稳定的分岔分析——最短路径算法

电力系统电压稳定性及其控制第6章

电压稳定的特征结构分析法

6.1 概述

6.2 特征结构分析法

6.3 用于电压稳定分析的奇异值分解法

6.4 电压稳定性的模态分析

电力系统电压稳定性及其控制第7章

电压稳定性的指标

7.1 概述

7.2 电压稳定性分析的指标类型和要求

7.3 静态电压稳定性指标

……

电力系统电压稳定性及其控制第8章

电压稳定性的动态公析方法

……

电力系统电压稳定性及其控制第9章

在线电压稳定性分析的功能要求

……

电力系统电压稳定性及其控制第10章

电压稳定性的预防与校正控制

附录A 电力系统电压不稳定事故

附录B 测试系统稳态和动态的数据

附录C 3机12节点系统计算数据

附录D IEEE-新英格兰10机39节点系统2100433B

本书是作者及其课题组师生在多年研究电力系统电压稳定性分析与控制基础上编写的一部专著。

本书可供从事电力系统规划、运行、控制及管理工作的工程技术人员学习使用，也可作为高校电气工程专业教材和供电力系统专业和从事该领垃研究工作的本科生、研究生和教师阅读参考。

《高等学校教材系列·电力系统电压稳定性》是电力系统电压稳定性方面的权威著作之一。国际著名电力学者M.A.Pai教授亲笔作序，内容上推层出新，囊括了电压稳定性问题的几乎已有的各种控制及其他理论方法和手段。全书分两个部分共九章。第一部分共四章，处理电压不稳定性问题的现象和与此相关的电力系统各个部件，除了第一章是介绍外，其他三章分别讨论电力系统的传输问题、发电机的建模问题以及电压不稳定性的驱动源问题。第二部分共五章，处理电压不稳定性机制和各种分析方法的描述。第五章涉及非线性系统理论的数学背景。第六章讨论为电压稳定性分析的通用建模要求。第七章给出了基本的电压稳定性理论，按照三个紧密联系的概念：载荷能力限制、分岔和灵敏度。第八章集中讨论大的、突然的干扰，并且逐一描述失稳的可能机理。第九章给出了电压稳定性问题的规范和计算机方法的有代表性的实例。

电力系统电压稳定性作者简介

作者：(比利时)Thierry Van Cutsem 译者：王奔

电力系统电压稳定性目录

第I部分 设备与现象

第1章 简介

1.1 为什么不是另一本书

1.2 电压稳定性

1.3 电力系统稳定性的分类

1.4 本书的结构

1.5 符号

第2章 传输系统方面

2.1 单负荷无穷大母线系统

2.2 最大可传输功率

2.2.1 无约束最大功率

2.2.2 在一个给定负荷功率因数下的最大功率

2.2.3 从电力潮流方程推演的最大功率

2.3 功率—压关系

2.4 发电机无功功率要求

2.5 对不稳定性机制的一个简单阐述

2.5.1 与负荷PV特性相对的网络

2.5.2 不稳定性现象

2.6 补偿的影响

2.6.1 线路串联补偿

2.6.2 并联补偿

2.6.3 静止无功补偿器

2.7 VQ曲线

2.8 可调节变压器分接头比例的影响

2.9 习题

第3章 发电方面

3.1 同步发电机理论的回顾

3.1.1 基本的建模假设

3.1.2 派克方程

3.1.3 运动动态

3.1.4 仅考虑励磁的简化建模

3.1.5 相量表示法

3.1.6 同步参考轴

3.1.7 功率关系式

3.1.8 饱和的建模

3.1.9 涉及饱和的稳态关系

3.1.10 关于标幺值系统

3.2 频率和电压控制器

3.2.1 频率控制器概述

3.2.2 自动电压调节器

3.2.3 二次电压控制

3.3 影响电压稳定性的限制装置

3.3.1 过励磁限制器：描述

3.3.2 过励磁限制器：建模

3.3.3 电枢电流限制器

3.4 同步发电机的电压一无功特性

3.4.1 在自动电压调节器控制下的发电机

3.4.2 在励磁电流限制下的发电机

3.4.3 在电枢电流限制下的发电机

3.4.4 讨论

3.5 容量曲线

3.5.1 简化情况：非饱和隐极机

3.5.2 通常情况：详细建模

3.6 关于可传输功率的发电机限制影响

3.7 习题

第4章 负荷方面

4.1 依赖于负荷的电压

4.1.1 负荷特性

4.2 负荷恢复动态

4.3 感应电动机

4.3.1 感应电动机的重要性

4.3.2 电动机建模

4.3.3 受机械转矩影响的电动机行为

4.3.4 单相感应电动机

4.4 有载分接头转换器

4.4.1 描述

4.4.2 有载分接头转换器的建模

4.4.3 通过有载分接头转换器实现的负荷恢复

4.4.4 多级电力系统的有载分接头转换器

4.5 恒温负荷恢复

4.6 一般的综合负荷模型

4.6.1 负荷综合

4.6.2 自恢复负荷的通用模型

4.7 高压直流联络线路

4.8 习题

第II部分 稳定性机制和分析方法

第5章 数学基础

5.1 微分方程(定性理论)

5.1.1 解的存在性和唯一性

5.1.2 平衡及其稳定性

5.1.3 不变流形

5.1.4 极限环及其稳定性

5.1.5 吸引域

5.2 分岔

5.2.1 什么是分岔

5.2.2 鞍结点分岔

5.2.3 霍普夫分岔

5.3 微分一代数系统

5.3.1 平衡点与稳定性

5.3.2 研究代数方程奇异性

5.4 多时间标度

5.4.1 奇异摄动

5.4.2 慢流形

5.4.3 慢动态和快动态

5.4.4 例：分解的振荡器

5.4.5 在二时间标度系统中的奇异点

第6章 建模：系统观点

6.1 一般动态模型的概述

6.1.1 瞬时响应：网络

6.1.2 短期动态

6.1.3 长期动态

6.2 网络建模

6.2.1 向量形式的网络模型

6.2.2 双端口建模

6.2.3 复电流公式

6.2.4 实电流和虚电流公式

6.2.5 有功电流和无功电流公式

6.3 一个详细的例子

6.3.1 全面描述

6.3.2 主要的建模假设

6.3.3 网络建模

6.3.4 发电机建模

6.3.5 负荷建模

6.3.6 总结

6.4 时间标度分解透视

6.5 电压稳定性研究的平衡方程

6.5.1 短期动态平衡

6.5.2 长期动态平衡

6.5.3 将平衡方程约简到仅存网络方程

6.5.4 关于电力潮流方程的应用

6.6 详细的例子(续)：平衡公式

6.6.1 网络方程

6.6.2 发电机平衡方程

6.6.3 负荷平衡方程

6.7 数据处理问题

第7章 载荷能力、灵敏度和分岔分析

7.1 载荷能力限制

7.1.1 负荷特性的影响

7.1.2 载荷能力限制的特性

7.1.3 关于两母线系统的例证

7.2 灵敏度分析

7.2.1 灵敏度的推导

7.2.2 关于两母线系统的例证

7.3 分岔分析

7.3.1 建模需要考虑的事项

7.3.2 短期动态的鞍结点分岔

7.3.3 例子

7.3.4 长期动态的鞍结点分岔

7.3.5 例子

7.3.6 时间标度之间的相互作用

7.3.7 例子

7.4 特征向量和奇异向量特性

7.4.1 关于特征向量的应用

7.4.2 关于奇异值分解

7.5 载荷能力曲面或分岔曲面

7.5.1 参数空间

7.5.2 法向量和最近分岔点

7.5.3 对参数裕度的灵敏度

7.6 存在不连续性的载荷能力限制

7.6.1 不等式约束公式

7.6.2 对受限发电机的应用

7.6.3 关于灵敏度的影响

7.7 习题

第8章 不稳定性机制及抑制措施

8.1 措施类型

8.2 不稳定性机制的分类

8.2.1 短期电压不稳定性

8.2.2 长期电压不稳定性

8.2.3 由长期动态诱导的短期不稳定性

8.3 短期电压不稳定性的例子

8.3.1 例1：短期1不稳定性

8.3.2 例2：短期2不稳定性

8.3.3 例3：短期3不稳定性

8.4 短期不稳定性的抑制措施

8.4.1 快速电容器投切

8.4.2 静止无功补偿器

8.4.3 高压直流调节

8.4.4 快速故障清除

8.4.5 快速甩负荷

8.5 长期电压不稳定性的情况研究

8.5.1 案例1：长期1不稳定性

8.5.2 案例2：短期一长期1发电机不稳定性

8.5.3 案例3：短期一长期1电动机不稳定性

8.6 抑制长期不稳定性的校正措施

8.6.1 措施的目的

8.6.2 长期平衡恢复：何地动作

8.6.3 长期平衡恢复：何时动作

8.6.4 校正措施：数量对时间的问题

8.7 习题

第9章 电压安全评估的标准和方法

9.1 电压安全：定义和标准

9.1.1 运行状态

9.1.2 安全分析

9.1.3 安全裕度确定

9.1.4 静态方法的符号

9.2 意外事故估计

9.2.1 意外事故后的电力潮流

9.2.2 不可解情况的电力潮流方法

9.2.3 VQ曲线

9.2.4 多时间标度仿真方法

9.2.5 准稳态长期仿真

9.3 载荷能力限制计算

9.3.1 定义及问题的陈述

9.3.2 连续方法

9.3.3 最优化方法

9.3.4 结合灵敏度分析的时间仿真

9.3.5 基于多电力潮流解的方法

9.4 安全运行限制决策

9.4.1 定义及问题陈述

9.4.2 二分搜索

9.5 不稳定性诊断的特征分析法

9.5.1 特征向量分析

9.5.2 特征向量计算方法

9.6 源白实际系统的例子

9.6.1 魁北克水电系统的电压稳定性

9.6.2 系统建模

9.6.3 准稳态仿真的有效性

9.6.4 不稳定性机制和抑制措施的例子

9.6.5 安全运行限制决策

9.6.6 载荷能力限制决策

9.6.7 临界点识别

9.7 实时问题

9.7.1 意外事故选择

9.7.2 电压稳定性指标

9.7.3 自动学习方法

参考文献

索引2100433B

《高等学校教材系列·电力系统电压稳定性》是电力系统电压稳定性方面的权威著作之一。国际著名电力学者M.A.Pai教授亲笔作序，内容上推层出新，囊括了电压稳定性问题的几乎已有的各种控制及其他理论方法和手段。全书分两个部分共九章。第一部分共四章，处理电压不稳定性问题的现象和与此相关的电力系统各个部件，除了第一章是介绍外，其他三章分别讨论电力系统的传输问题、发电机的建模问题以及电压不稳定性的驱动源问题。第二部分共五章，处理电压不稳定性机制和各种分析方法的描述。第五章涉及非线性系统理论的数学背景。第六章讨论为电压稳定性分析的通用建模要求。第七章给出了基本的电压稳定性理论，按照三个紧密联系的概念：载荷能力限制、分岔和灵敏度。第八章集中讨论大的、突然的干扰，并且逐一描述失稳的可能机理。第九章给出了电压稳定性问题的规范和计算机方法的有代表性的实例。