现代电力系统分析

本书为衡真教育集团组织编写的系列图书之一,全书分为十一章,包括电力系统规划的基本概念,电力系统各元件的特性及数学模型,电力网络分析的一般方法,发电机和负荷的数学模型,电力系统最Z优潮流的数学模型及算法,电力系统状态估计的基本概念,电力系统静态安全分析的基本概念,电力系统静态等值方法的特点及应用,电力系统暂态稳定分析的直接法和时域法,电力系统的小扰动稳定分析,电力系统电压稳定的基本概念和方法,电力系统安全校核的基本概念。

前言
第1 章 电力系统规划 1
1.1 电力系统规划的重要性及基本要求 1
1.1.1 电网规划的基本要求 1
1.1.2 电力系统规划中的重举措 2
1.2 电力系统规划的任务及分类 3
1.2.1 电力系统负荷预测 3
1.2.2 电源规划 4
1.2.3 电网规划 4
1.2.4 电力系统规划各部分之间的关系 6
1.3 电力负荷预测的理论与方法 7
1.3.1 电力负荷预测的基本概念 7
1.3.2 电力负荷的构成与特点 7
1.3.3 电力负荷预测的分类及特点 8
1.3.4 负荷预测方法的分类 10
1.3.5 电力负荷预测的基本程序 10
1.3.6 影响电力负荷预测的因素 11
1.3.7 电力负荷预测的基础知识 11
1.4 电力负荷预测的数据处理 12
1.4.1 数据处理的必要性 13
1.4.2 数据处理的内容 13
1.4.3 负荷预测的数据补全 13
1.4.4 负荷预测的抗差估计 15
1.5 确定性负荷预测方法 15
1.5.1 经验技术预测方法 15
1.5.2 经典技术预测方法 16
1.5.3 回归预测法 17
1.5.4 时间序列法 18
1.5.5 趋势外推预测法 18
1.6 不确定性负荷预测方法 181.6.1 灰色预测法 18
1.6.2 模糊预测法 19
1.7 空间负荷预测方法 19
1.7.1 空间负荷预测的概念 19
1.7.2 空间负荷预测的流程 20
1.7.3 空间负荷预测的基本方法 20
1.8 电力负荷预测的综合评价 23
1.8.1 负荷预测模型分析评价必要性 24
1.8.2 负荷预测模型的综合决策评判 25
1.9 电源规划的理论与方法 25
1.9.1 电源规划概述 25
1.9.2 电源规划数学模型 26
1.10 电网规划 27
1.10.1 电网规划概述 27
1.10.2 电网的电压等级选择 30
1.11 电力电量平衡 32
1.11.1 电力电量平衡的目的与要素 32
1.11.2 电力平衡中的容量组成 32
1.11.3 电力系统的可靠性 33
1.12 电力系统规划的经济评价方法 34
1.12.1 电力系统规划经济评价概述 34
1.12.2 资金的时间价值 36
1.12.3 常用的经济评价指标 37
●习题 39
第2 章 电力网络分析的一般方法 41
2.1 概述 41
2.2 图论的基本知识 41
2.2.1 图论的术语和定义 41
2.2.2 图的矩阵表示 43
2.2.3 矩阵形式的基尔霍夫定律 46
2.3 电力网络方程 48
2.3.1 节点电压方程和回路电流方程 48
2.3.2 节点导纳矩阵 50
2.4 无源网络参数 55
2.4.1 二端口网络 55
2.4.2 二端口网络的参数和方程 56
2.4.3 二端口的连接 57
●习题 58第3 章 发电机组和负荷模型 60
3.1 同步电机数学模型 60
3.2 派克变换 63
3.2.1 同步发电机的原始电压方程 63
3.2.2 Park 变化后的同步发电机的电压方程 64
3.2.3 标幺值表示的同步电机方程 66
3.3 同步发电机实用数学模型 67
3.3.1 同步电机的转子运动方程 68
3.3.2 同步电机的实用模型 68
3.4 发电机励磁系统的数学模型 70
3.5 原动机及调速系统的数学模型 73
3.6 负荷的数学模型 75
3.6.1 负荷静态特性 76
3.6.2 负荷动态特性 77
●习题 78
第4 章 电力系统最优潮流的数学模型及算法 80
4.1 潮流计算概述 80
4.2 潮流计算问题的数学模型 81
4.2.1 潮流计算方程 81
4.2.2 潮流计算中的节点分类 82
4.3 潮流计算的几种基本方法 83
4.3.1 高斯- 赛德尔法 83
4.3.2 牛顿- 拉夫逊法 85
4.3.3 快速解耦法 (P- Q 分解法) 88
4.3.4 保留非线性快速潮流算法 92
4.3.5 最小化潮流算法 (非线性规划潮流算法) 95
4.3.6 直流潮流 96
4.3.7 随机潮流 97
4.3.8 三相潮流 98
4.3.9 含柔性元件的电力系统潮流计算 98
4.3.10 连续潮流 99
4.3.11 潮流计算中的自动调整 99
4.4 最优潮流计算 99
4.4.1 概述 99
4.4.2 最优潮流的数学模型 100
4.4.3 最优潮流算法综述 102
4.4.4 最优潮流简化梯度法 1034.4.5 最优潮流计算的牛顿法 107
4.4.6 最优潮流的内点法 109
●习题 111
第5 章 电力系统状态估计的基本概念 113
5.1 状态估计的基本概念 113
5.1.1 状态估计概述 113
5.1.2 实时数据库的误差和不良数据 114
5.1.3 状态估计的用途 116
5.1.4 状态估计与常规潮流的关系 118
5.2 电力系统状态估计问题的数学描述 119
5.3 电力系统状态估计算法 121
5.3.1 最小二乘法 121
5.3.2 加权最小二乘法 123
5.3.3 快速解耦状态估计算法 126
5.3.4 对量测量变换的状态估计算法 126
5.3.5 逐次型状态估计算法 127
5.3.6 几种状态估计算法的比较 127
5.4 不良数据的检测与辨识 127
5.4.1 几个术语 127
5.4.2 检测与辨识不良数据的几种主要方法 128
5.4.3 不良数据的一般检测方法 128
●习题 130
第6 章 电力系统静态安全分析的基本概念 132
6.1 电力系统运行状态与安全分析 132
6.1.1 电力系统的安全性和可靠性的定义 132
6.1.2 电力系统正常运行必须满足的两个约束条件 132
6.1.3 电力系统运行状态分类 133
6.1.4 电力系统控制方式分类 133
6.1.5 电力系统安全分析分类及几个重要概念 134
6.1.6 电力系统安全稳定准则 135
6.2 电力系统静态安全分析方法 136
6.2.1 支路开断模拟 136
6.2.2 发电机开断模拟 137
6.3 预想事故自动筛选 139
6.3.1 评价事故的行为指标 140
6.3.2 ACS 的开断模拟终止判断 140
6.3.3 ACS 的开断模拟计算方法 1416.3.4 遮蔽现象 141
6.3.5 预想事故自动筛选算法 141
●习题 142
第7 章 电力系统静态等值方法的特点及应用 144
7.1 电力系统静态等值 144
7.1.1 网络等值的原因 144
7.1.2 网络简化等值的系统划分 144
7.1.3 简化等值的分类与要求 145
7.2 Ward 等值的基本概念 145
7.2.1 常规 Ward 等值的基本原理 145
7.2.2 常规 Ward 等值的步骤 146
7.2.3 常规 Ward 等值的意义及适用范围 146
7.2.4 常规 Ward 等值的缺点 146
7.3 改进 Ward 等值法 147
7.3.1 Ward-PV 等值法 147
7.3.2 解耦 Ward 等值法 148
7.3.3 缓冲 Ward 等值 148
7.4 REI 等值 149
7.4.1 REI 等值的基本原理 149
7.4.2 REI 等值网络的步骤 149
7.4.3 REI 等值的条件 149
●习题 149
第8 章 电力系统暂态稳定分析的直接法和时域法 151
8.1 暂态稳定分析的时域仿真法 152
8.1.1 暂态稳定分析的基本概念 152
8.1.2 电力系统暂态稳定的分析方法 153
8.1.3 电力系统暂态分析的时域法 153
8.1.4 暂态稳定分析中发电机与负荷节点的处理 156
8.1.5 网络数学模型及其网络方程求解方法 158
8.2 暂态稳定分析的直接法 158
8.2.1 基本定义 158
8.2.2 单机无穷系统的直接法暂态稳定分析 158
8.2.3 多机电力系统暂态稳定分析方法 161
●习题 163
第9 章 电力系统的小扰动稳定分析 165
9.1 电力系统小干扰稳定概念 165
9.1.1 电力系统稳定性分类 1659.1.2 小干扰稳定的基本概念 165
9.1.3 小干扰稳定的基本原理 166
9.1.4 状态矩阵与系统稳定性的关系 167
9.2 电力系统小干扰稳定的特征分析法 167
9.2.1 特征值和特征向量 167
9.2.2 主要术语介绍 168
9.2.3 可观性与可控性 169
9.2.4 参与因子 169
9.2.5 特征值灵敏度 170
9.2.6 特征分析法在电力系统小干扰稳定分析中的评价 170
9.2.7 机电回路相关比 171
9.3 电力系统低频振荡 171
9.3.1 电力系统低频振荡的定义和分类 171
9.3.2 复数力矩系数法 172
9.3.3 抑制电力系统低频振荡的对策 173
9.3.4 电力系统静态稳定器 (PSS) 173
●习题 174
第10 章 电力系统电压稳定的基本概念和方法 176
10.1 电力系统电压稳定性的基本概念 176
10.1.1 电压稳定性的定义 176
10.1.2 电压失稳物理现象与机理分析 177
10.1.3 电压失稳的机理 177
10.2 分岔理论 178
10.2.1 分岔概念 178
10.2.2 鞍结分岔 179
10.2.3 极限诱导分岔 180
10.3 电力系统静态电压稳定性 181
10.3.1 静态电压稳定性的数学模型 181
10.3.2 静态电压稳定性研究解决的问题 182
10.3.3 静态电压稳定性指标 182
10.3.4 连续潮流发与直接法的应用 183
10.4 电力系统动态电压稳定性 184
10.4.1 动态电压稳定性概述 184
10.4.2 电压失稳时间框架分析 184
10.5 电压稳定性分析与控制的功能要求 185
10.5.1 离线研究与在线研究 185
10.5.2 电压稳定分级分区控制 186
10.5.3 电压稳定的控制措施 18710.5.4 预防控制与校正控制 187
●习题 188
第11 章 电力系统安全校核的基本概念 189
11.1 电网运行安全校核 189
11.1.1 电网运行安全校核的定义 189
11.1.2 电网运行安全校核的内容 189
11.1.3 安全校核辅助决策 192
11.2 中长期电力交易安全校核 193
11.2.1 中长期电力交易安全校核的定义 193
11.2.2 中长期电力交易安全校核的原则 193
11.2.3 中长期电力交易安全校核的内容 194
11.2.4 中长期电力交易安全校核的流程 195
11.2.5 安全校核的方法 195
●习题 196
参考文献 198