电力系统稳态分析

第一篇 潮流计算——电力系统分析的基础

引言

第1章 潮流方程的含义及圆方程的应用

1.1 潮流方程的含义

1.2 圆方程的应用

1.3 小结

第2章 电力网络方程的前处理过程

2.1 因子表法

2.2 稀疏技术——稀疏向量法

2.3 节点编号优化方法

第3章 N-R法在潮流计算中的应用

3.1 N-R法的原理

3.2 N-R法的特点

3.3 N-R法的局限性

3.4 定雅克比矩阵法潮流计算

3.5 保留非线性的潮流计算方法

第4章 PQ分解法在潮流计算中的应用

4.1 PQ分解法

4.2 配电网潮流计算

4.3 小结

第5章 带二阶项的潮流计算

5.1 带二阶项潮流算法提出的背景

5.2 二阶潮流算法的提出

5.3 二阶潮流计算数学模型

5.4 二阶算法的改进

5.5 二阶潮流算法的应用

5.6 小结

第6章 含直流输电与柔性输电的电力系统潮流计算

6.1 概述

6.2 交直流混合电力系统潮流计算

6.3 含FACTS元件的潮流计算

第7章 含分布式电源的配电网潮流计算

7.1 含分布式电源的配电网潮流计算的背景

7.2 传统配电网的潮流计算

7.3 DG并网的接口

7.4 DG在潮流计算中的模型

7.5 改进的前推回推法

7.6 小结

参考文献

第二篇 最优潮流

引言

第1章 最优潮流简介

1.1 最优潮流的概述

1.2 最优潮流的目标函数

1.3 最优潮流的约束条件

1.4 最优潮流的求解算法概述

1.5 小结

第2章 内点法与外点法

2.1 内点法、外点法及其在最优潮流中的算法

2.2 算例分析及注意问题

2.3 内点法的优点和局限

2.4 小结

第3章 线性规划法

3.1 线性规划法的提出

3.2 线性规划法的发展

3.3 最优潮流的线性规划模型和解算步骤

3.4 线性模型的求解——原对偶路径跟踪法

3.5 算例分析

3.6 小结

第4章 非线性规划

4.1 非线性模型求解概述

4.2 原对偶非线性变尺度优化潮流算法

4.3 GPDNR-OPF算法

4.4 算例仿真

4.5 小结

第5章 二次规划

5.1 二次规划算法的提出

5.2 二次规划算法的特点

5.3 二次规划的模型

5.4 基于网络分块的分解协调模型

5.5 基于辅助问题原理的并行优化

5.6 子系统优化问题的序列二次规划法求解

5.7 算例

5.8 小结

第6章 人工智能算法

6.1 人工智能算法提出的背景

6.2 典型人工智能算法简介

6.3 遗传算法及其应用

6.4 小结

第7章 混合规划法

7.1 混合规划法的概念与关键

7.2 混合规划法的优势

7.3 混合规划法的研究现状

7.4 混合规划法研究案例一

7.5 混合规划法研究案例二

7.6 混合规划法研究案例三

7.7 小结

第8章 最优潮流的应用

8.1 最优潮流在电力市场中的应用

8.2 最优潮流的新应用

参考文献

第三篇 连续潮流

引言

第1章 绪论

1.1 静态电压稳定分析

1.2 静态安全分析方法简介

1.3 小结

第2章 连续潮流模型及算法

2.1 连续潮流法数学基础

2.2 连续潮流模型分类

2.3 连续潮流计算步骤

第3章 连续潮流算法改进

3.1 预测过程的改进

3.2 步长算法的改进

3.3 结合P-Q分解法和Lagrange插值二次插值技术的连续潮流改进算法

3.4 其他改进算法简介

3.5 小结

第4章 电力系统约束对静态电压稳定的影响

4.1 节点类型转换机制

4.2 基于连续潮流的静态电压稳定极限求取方法

4.3 算例分析

4.4 小结

第5章 连续潮流的应用

5.1 连续潮流的应用范围

5.2 连续潮流在电压稳定中的应用

5.3 连续潮流在可用输电能力中的应用

总结

参考文献

第四篇 静态安全分析

引言

第1章 静态安全分析的补偿法

1.1 网络单一开断的补偿法潮流计算

1.2 网络同时出现两处或多处断线的补偿法潮流计算

1.3 计算实例

1.4 对补偿法的评价

第2章 静态安全分析的直流法

2.1 直接潮流模型

2.2 直流潮流断线分析

2.3 直流法的优缺点

2.4 N-1校验与故障排序方法

2.5 直流法应用与改进

第3章 静态安全分析的灵敏度法

3.1 基本原理

3.2 节点注入功率的增量

3.3 算法的实现

第4章 传统方法对比及算例

4.1 静态安全分析传统算法方法对比

4.2 静态安全分析具体算例分析

总结

参考文献

第五篇 电力系统建模

引言

第1章 概述

1.1 电力系统模型建立的意义

1.2 电力系统建模研究的历程

1.3 电力系统建模研究的基本途径

1.4 小结

第2章 同步电机的模型建立

2.1 同步电机模型的历史背景

2.2 同步电机模型的建立过程

2.3 同步电机实用模型

2.4 同步电机参数辨识

2.5 小结

第3章 原动机及调速系统的数学模型

3.1 水轮机和汽轮机建模

3.2 调速器模型

3.3 展望

第4章 发电机励磁系统的模型建立

4.1 励磁系统的数学模型

4.2 完整的励磁系统数学模型

4.3 励磁系统的辨识方法

4.4 小结

第5章 负荷模型及其参数获取方法

5.1 引言

5.2 负荷模型

5.3 负荷模型参数获取方法

5.4 小结

第6章 输电线路的模型建立

6.1 输电线路模型的研究背景

6.2 输电线路模型的基本原理

6.3 小结

第7章 电力电子元件建模

7.1 概述

7.2 非线性系统的稳定分析方法

7.3 电力电子元件的详细模型

7.4 IGBT参数辨识智能优化算法的应用及改进

总结

参考文献

第六篇 小干扰稳定分析

引言

第1章 电力系统小干扰稳定基础

1.1 电力系统小干扰稳定性简介

1.2 单机无穷大系统小干扰稳定性分析

第2章 电力系统低频振荡

2.1 低频振荡研究的意义

2.2 低频振荡的机理

2.3 低频振荡分析方法

2.4 低频振荡的抑制方法

2.5 电力系统发生振荡的处理方式

第3章 小干扰稳定在有功优化调度中的应用

3.1 传统有功优化调度模型

3.2 小干扰稳定约束的处理

3.3 线性化的传统有功优化调度模型

3.4 小干扰稳定约束的线性化

3.5 小结

第4章 小干扰稳定在风电机网扭振研究中的应用

4.1 次同步谐振

4.2 风电机组轴系数学模型

4.3 定速异步风电机组数学模型

4.4 机网扭振相互作用的小干扰稳定分析

4.5 小结

参考文献

第七篇 坐标变换及其在电力系统中的应用

引言

第1章 Park变换、Clarke变换及对称分量法

1.1 Park变换及其原理

1.2 电机方程结合Park变换

1.3 Clarke变换

1.4 Clarke变换与Park变换的联系

1.5 对称分量法的应用

第2章 Park与Clarke公式推导

2.1 电力系统abc三相坐标系

2.2 Clark变换

2.3 Park变换

第3章 Park和Clarke变换应用

3.1 Park变换与畸变圆的应用

3.2 Clarke矢量图形识别

3.3 Clarke矢量图形识别法应用

3.4 频谱分析、灵敏因子

3.5 Park&Clarke变换在电机矢量控制中的应用

第4章 小波变换及其应用

4.1 前言

4.2 小波变换理论推导

4.3 小波变换及其基本性质

4.4 小波变换在电力系统中的应用

第5章 Fourier变换及其在电力系统中的应用

5.1 傅里叶变换的本质

5.2 短时傅里叶变换

5.3 基于Fourier变换的频谱分析

5.4 傅里叶变换在谐波分析中的应用

总结

参考文献

第八篇 不对称故障的分析方法

引言

第1章 简单不对称故障分析

1.1 概述

1.2 不对称故障分析

1.3 电力系统元件的序参数

1.4 电力系统零序网络及零序导纳矩阵

1.5 对称分量法计算不对称短路的方法

1.6 对称分量法不对称断线故障分析

1.7 小结

第2章 电力系统复杂故障分析

2.1 前言

2.2 双端口网络的端口参数方程

2.3 两种端口参数方程的形式

2.4 电力系统双重故障分析

2.5 N重复故障的计算

2.6 多端口网络故障分析方法的改进算法

2.7 小结

第3章 不对称故障分析的其他方法

3.1 前言

3.2 相分量法

3.3 瞬时对称分量法

3.4 小结

第4章 不对称故障时系统中各电气量值的分布

4.1 前言

4.2 各序电流、电压和功率分布计算基本方法及其分布规律

4.3 单侧电源不对称短路时各相电压沿线路的分布情况

4.4 小结

总结

参考文献

第九篇 电力系统暂态分析基础

引言

第1章 数值计算法

1.1 暂态稳定的数学模型

1.2 常用的数值计算法

1.3 算例分析

第2章 直接法

2.1 电力系统经典模型

2.2 多机系统的暂态能量函数

2.3 临界能量的求取

2.4 算例分析

2.5 直接法的优缺点

第3章 简单模型下的暂态稳定分析

3.1 初值计算

3.2 用直接法求解网络方程

3.3 用改进欧拉法求解微分方程

第4章 暂态稳定计算的在线应用

4.1 快速数值积分法

4.2 紧急扩展等面积法则

第5章 鱼形曲线

5.1 类比模型介绍

5.2 电力系统模型介绍

5.3 暂态能量方程

5.4 鱼形曲线

总结

参考文献

本书以电力系统潮流计算及其应用为主线，主要介绍涉及电力系统稳态运行和特征的理论模型和算法。本书分为九篇：第一、二、三篇，主要介绍常规潮流计算法、最优潮流（OPF）法和连续潮流法（CPF）；第四篇，介绍静态安全分析的定义和内容；第五篇，介绍电力系统中重要元件，如发电机、励磁系统、调速系统及原动机、负荷、电力电子元件等的数学模型和参数辨识方法；第六篇，介绍小干扰稳定分析，包括次同步谐振、低频震荡和单调不稳定性等；第七篇，介绍坐标变换在电力系统中的应用；第八篇，阐述不对称故障分析的一般方法；第九篇，介绍经典的鱼形曲线。前八篇内容分别阐述了电力系统稳态特性和分析方法及其应用，第九篇简洁描述了暂态基本特征和分析的数学基础，同时，也增加了一些新的设备与技术的介绍。本书可供从事电力系统运行、规划设计和科学研究的人员参考，并可作为高等院校电气工程专业电力系统分析的研究生教材。

《电力系统稳态分析/全国普通高校电气工程及其自动化专业规划教材》特色：
·电力系统是一个由大量元件组成的复杂大系统，它的规划、设计、建设、运行和管理是一项庞大的系统工程。“电力系统稳态分析”是这项系统工程的理论基础，是电力系统课程体系的核心模块，在整个专业研究生教学和高质量创新人才培养计划中占有十分重要的地位。
·《电力系统稳态分析/全国普通高校电气工程及其自动化专业规划教材》重点论述电力系统在稳态运行时的特性和分析方法，并根据其运行特性进行8个专题的讨论，给读者一个较深入的了解，通过专题讨论和相关性介绍，最终给读者展现关于电力系统稳态分析的全貌。
·《电力系统稳态分析/全国普通高校电气工程及其自动化专业规划教材》可作为高等院校电气工程相关专业的研究生教材，并可供从事电力系统运行、规划设计和科学研究的人员参考使用。