定 價(jià):55 元
叢書名:“十三五”國(guó)家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項(xiàng)目卓越工程能力培養(yǎng)與工程教育專業(yè)認(rèn)證系列規(guī)劃教材(電氣工程及其自
- 作者:顧丹珍黃海濤李曉露
- 出版時(shí)間:2022/5/1
- ISBN:9787111693963
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TM711
- 頁(yè)碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開(kāi)本:16開(kāi)
本書為“十三五”國(guó)家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項(xiàng)目——卓越工程能力培養(yǎng)與工程教育專業(yè)認(rèn)證系列規(guī)劃教材之一。
全書共分10章,主要內(nèi)容包括緒論、電力系統(tǒng)計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)、電力系統(tǒng)潮流計(jì)算、電力系統(tǒng)分析方法及應(yīng)用、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)、電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析、電力系統(tǒng)故障分析、電力系統(tǒng)元件模型、電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析、電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析。
本書主要作為高等院校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的研究生教材,也可作為本科高年級(jí)學(xué)生教學(xué)用書,還可作為從事電力系統(tǒng)運(yùn)行、規(guī)劃設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員或科研人員的參考書。
前言
近30年來(lái)是我國(guó)電力工業(yè)高速發(fā)展的時(shí)期。2014年,習(xí)近平總書記提出“四個(gè)革命、一個(gè)合作”(能源消費(fèi)革命、能源供給革命、能源技術(shù)革命和能源體制革命,全方位加強(qiáng)國(guó)際合作)的能源發(fā)展戰(zhàn)略。我國(guó)電力工業(yè)進(jìn)入了全球能源轉(zhuǎn)型背景下的新發(fā)展階段,由高速增長(zhǎng)向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型。電力行業(yè)按照高質(zhì)量發(fā)展的根本要求,加大電力結(jié)構(gòu)調(diào)整力度,繼續(xù)加快清潔能源發(fā)展,促進(jìn)跨區(qū)跨省送電,推進(jìn)清潔能源大范圍優(yōu)化配置,推進(jìn)終端能源電氣化利用水平;深化電力體制改革,大力推進(jìn)電力市場(chǎng)建設(shè),推動(dòng)電力科技創(chuàng)新;進(jìn)一步加強(qiáng)綠色發(fā)展,積極應(yīng)對(duì)氣候變化;不斷擴(kuò)大“一帶一路”電力國(guó)際合作,持續(xù)構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。
今天,電力系統(tǒng)及相關(guān)學(xué)科的迅猛發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)分析的理論和研究方法產(chǎn)生了深刻影響;其發(fā)展已經(jīng)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展融為一體,密不可分。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的大量應(yīng)用為電力系統(tǒng)提供了更快速、更準(zhǔn)確、更柔性化的控制手段,豐富了電力系統(tǒng)調(diào)控手段。這些都需要人們對(duì)現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析的理論、模型和算法進(jìn)一步研究和完善。
本書以電力調(diào)度中電力系統(tǒng)分析高級(jí)應(yīng)用為框架,以計(jì)算機(jī)為工具,以相應(yīng)數(shù)學(xué)理論方法為基礎(chǔ),簡(jiǎn)明介紹已經(jīng)很成熟且廣泛應(yīng)用的基本理論和方法,包括電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析方法、電力系統(tǒng)模型、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)分析方法和電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì),全書共分為10章。
第1章為緒論,歸納了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的基本特征和發(fā)展方向,概括了現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析的理論和方法的發(fā)展與特點(diǎn)。
第2章為電力系統(tǒng)計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí),介紹了圖論的基本知識(shí)、電力網(wǎng)絡(luò)方程的建立、線性方程組的解法、常微分方程的數(shù)值解法,以及電力網(wǎng)絡(luò)求解的稀疏技術(shù)、分塊計(jì)算技術(shù)。
第3章為電力系統(tǒng)潮流計(jì)算,首先介紹電力系統(tǒng)常規(guī)潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型和經(jīng)典潮流計(jì)算方法,然后介紹交直流混聯(lián)系統(tǒng)和含F(xiàn)ACTS元件電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算。后簡(jiǎn)要介紹幾種實(shí)際應(yīng)用中的特殊潮流算法。
第4章為電力系統(tǒng)分析方法及應(yīng)用,介紹廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、運(yùn)行和控制中的分析方法,包括靈敏度分析、潮流和電力系統(tǒng)靜態(tài)等值三種為常用的分析方法。
第5章為電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì),介紹電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí),包括狀態(tài)估計(jì)的基本概念、方法及實(shí)現(xiàn),以及支路潮流狀態(tài)估計(jì)和不良數(shù)據(jù)的檢測(cè)與辨識(shí)。
第6章為電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析,重點(diǎn)介紹較成熟且在實(shí)際系統(tǒng)中已有應(yīng)用的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析方法。
第7章為電力系統(tǒng)故障分析,重點(diǎn)介紹短路和斷線故障的通用復(fù)合序網(wǎng)以及用于故障分析的兩端口網(wǎng)絡(luò)方程。
第8章為電力系統(tǒng)元件模型,重點(diǎn)討論同步發(fā)電機(jī)組、電力負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性及數(shù)學(xué)模型。另外,本章對(duì)直流系統(tǒng)的工作原理、數(shù)學(xué)模型和控制方式進(jìn)行較詳細(xì)的討論。
第9章為電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析,首先介紹用于小干擾穩(wěn)定問(wèn)題的特征分析法,然后分別就單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)和多機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行小干擾穩(wěn)定分析。
第10章為電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析,介紹基于時(shí)域仿真法的暫態(tài)穩(wěn)定分析和暫態(tài)穩(wěn)定直接法。
本書由顧丹珍、黃海濤和李曉露老師合作編寫。李曉露老師編寫第2章、第5~7章,黃海濤老師編寫第3、4章,顧丹珍老師編寫其余章節(jié)并負(fù)責(zé)全書統(tǒng)稿。在本書編寫過(guò)程中得到了上海電力大學(xué)電氣工程學(xué)院的支持,在此表示衷心的感謝,同時(shí)對(duì)本書所列參考書目的各位作者表示感謝。
由于編者水平有限,再加上編寫時(shí)間倉(cāng)促,書中不妥之處在所難免,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編者
序
前言
第1章緒論1
1.1電力系統(tǒng)發(fā)展概述1
1.2現(xiàn)代電力系統(tǒng)2
1.2.1現(xiàn)代電力系統(tǒng)特征和挑戰(zhàn)2
1.2.2現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析理論與方法5
1.3本書的主要內(nèi)容9
第2章電力系統(tǒng)計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)11
2.1概述11
2.2圖論的基本知識(shí)11
2.2.1圖論的術(shù)語(yǔ)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(wǎng)絡(luò)方程18
2.3.1節(jié)點(diǎn)電壓方程和回路電流方程18
2.3.2節(jié)點(diǎn)導(dǎo)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因子表法31
2.4.3三角分解法34
2.5電力網(wǎng)絡(luò)求解的稀疏技術(shù)36
2.5.1稀疏存儲(chǔ)技術(shù)37
2.5.2稀疏求解技術(shù)41
2.6節(jié)點(diǎn)優(yōu)化編號(hào)45
2.7大型電力網(wǎng)絡(luò)的分塊計(jì)算50
2.7.1節(jié)點(diǎn)分裂法51
2.7.2支路切割法52
2.7.3大規(guī)模電網(wǎng)的分解協(xié)調(diào)并行計(jì)算方法53
2.8常微分方程的數(shù)值解法55
2.8.1歐拉法56
2.8.2改進(jìn)歐拉法57
2.8.3龍格庫(kù)塔法58
2.8.4隱式積分法58
2.9本章小結(jié)59
現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析目錄第3章電力系統(tǒng)潮流計(jì)算60
3.1概述60
3.2潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型61
3.2.1潮流方程61
3.2.2潮流計(jì)算的定解條件65
3.2.3潮流計(jì)算的約束條件66
3.3經(jīng)典電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法66
3.3.1高斯賽德?tīng)柗?7
3.3.2牛頓拉夫遜法68
3.3.3快速解耦算法73
3.3.4潮流計(jì)算方法的比較76
3.4交直流混聯(lián)系統(tǒng)潮流計(jì)算77
3.4.1交直流潮流計(jì)算方程78
3.4.2交直流潮流的統(tǒng)一算法80
3.4.3交直流潮流的順序算法82
3.5含F(xiàn)ACTS元件的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算82
3.5.1FACTS元件模型83
3.5.2含F(xiàn)ACTS元件的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算86
3.6幾種特殊性質(zhì)的潮流算法90
3.6.1直流潮流90
3.6.2隨機(jī)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(jié)93
第4章電力系統(tǒng)分析方法及應(yīng)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(tǒng)中的應(yīng)用98
4.2.3分布因子分析的基本方法99
4.2.4分布因子在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用103
4.3化潮流算法105
4.3.1潮流的數(shù)學(xué)模型106
4.3.2潮流的簡(jiǎn)化梯度算法107
4.3.3潮流的內(nèi)點(diǎn)法110
4.3.4潮流在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用114
4.4電力系統(tǒng)靜態(tài)等值118
4.4.1電力系統(tǒng)靜態(tài)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(jié)125
第5章電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)126
5.1概述126
5.2狀態(tài)估計(jì)的基本概念126
5.2.1估計(jì)126
5.2.2電力系統(tǒng)量測(cè)方程128
5.2.3狀態(tài)估計(jì)與潮流計(jì)算的區(qū)別130
5.2.4電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)流程130
5.3系統(tǒng)的可觀測(cè)性分析132
5.3.1數(shù)值法132
5.3.2拓?fù)浞?33
5.3.3混合法135
5.4小二乘狀態(tài)估計(jì)135
5.5支路潮流狀態(tài)估計(jì)138
5.5.1數(shù)學(xué)模型138
5.5.2算法特點(diǎn)141
5.6不良數(shù)據(jù)的檢測(cè)與辨識(shí)142
5.6.1不良數(shù)據(jù)檢測(cè)142
5.6.2不良數(shù)據(jù)辨識(shí)147
5.7本章小結(jié)151
第6章電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析152
6.1概述152
6.2電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)153
6.3靜態(tài)安全分析的支路開(kāi)斷模擬154
6.3.1直流法154
6.3.2補(bǔ)償法158
6.3.3靈敏度分析法161
6.4靜態(tài)安全分析的發(fā)電機(jī)開(kāi)斷模擬165
6.4.1方法原理165
6.4.2結(jié)合解耦潮流算法的發(fā)電機(jī)開(kāi)斷167
6.4.3考慮外部等值167
6.5預(yù)想事故的自動(dòng)篩選168
6.5.1評(píng)價(jià)事故的行為指標(biāo)169
6.5.2預(yù)想事故的自動(dòng)篩選方法169
6.6本章小結(jié)170
第7章電力系統(tǒng)故障分析171
7.1概述171
7.2簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障計(jì)算171
7.2.1對(duì)稱分量法171
7.2.2簡(jiǎn)單故障的再分析174
7.3復(fù)雜故障計(jì)算179
7.3.1用于故障分析的兩端口網(wǎng)絡(luò)179
7.3.2雙重故障計(jì)算182
7.3.3多重故障計(jì)算187
7.4本章小結(jié)188
第8章電力系統(tǒng)元件模型189
8.1發(fā)電機(jī)模型189
8.1.1理想電機(jī)189
8.1.2abc坐標(biāo)系統(tǒng)下的基本方程190
8.1.3dq0坐標(biāo)系統(tǒng)下的基本方程191
8.1.4用標(biāo)幺值表示的同步電機(jī)方程193
8.1.5用電機(jī)參數(shù)表示的同步電機(jī)方程196
8.1.6同步電機(jī)實(shí)用模型199
8.2勵(lì)磁系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型201
8.2.1勵(lì)磁機(jī)的數(shù)學(xué)模型202
8.2.2典型勵(lì)磁系統(tǒng)模型206
8.2.3電力系統(tǒng)穩(wěn)定器208
8.3原動(dòng)機(jī)及調(diào)速器數(shù)學(xué)模型208
8.3.1水輪機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)模型208
8.3.2汽輪機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)模型211
8.4負(fù)荷模型214
8.4.1負(fù)荷靜態(tài)特性模型214
8.4.2負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性模型215
8.5高壓直流輸電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型217
8.5.1直流輸電的穩(wěn)態(tài)模型217
8.5.2直流系統(tǒng)的基本調(diào)節(jié)方式223
8.5.3直流控制系統(tǒng)模型225
8.6雙饋風(fēng)電機(jī)組模型225
8.6.1雙饋風(fēng)電機(jī)組詳細(xì)模型225
8.6.2雙饋風(fēng)電機(jī)組平均模型229
8.7本章小結(jié)231
第9章電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析232
9.1特征分析法232
9.1.1特征值和特征向量233
9.1.2動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的自由運(yùn)動(dòng)234
9.1.3主要術(shù)語(yǔ)介紹235
9.2單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定分析238
9.2.1發(fā)電機(jī)采用經(jīng)典二階模型時(shí)的系統(tǒng)小干擾分析238
9.2.2發(fā)電機(jī)采用三階實(shí)用模型時(shí)的系統(tǒng)小干擾分析241
9.3多機(jī)系統(tǒng)的小干擾分析250
9.3.1電力系統(tǒng)的線性化模型250
9.3.2全系統(tǒng)線性化方程組的形成257
9.3.3小干擾穩(wěn)定的分析方法介紹258
9.4交直流混聯(lián)電力系統(tǒng)小干擾分析的研究動(dòng)向263
9.5本章小結(jié)265
第10章電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析266
10.1暫態(tài)穩(wěn)定分析的時(shí)域仿真法267
10.1.1全系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型267
10.1.2微分方程組和代數(shù)方程組的求解方法268
10.1.3暫態(tài)穩(wěn)定分析的一般過(guò)程269
10.1.4發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的處理和機(jī)網(wǎng)接口計(jì)算271
10.1.5負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處理275
10.1.6網(wǎng)絡(luò)操作及故障的處理276
10.1.7暫態(tài)穩(wěn)定分析數(shù)值解的計(jì)算過(guò)程279
10.2電力系統(tǒng)直接法暫態(tài)穩(wěn)定分析282
10.2.1直接法的簡(jiǎn)單概念282
10.2.2單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的直接法暫態(tài)穩(wěn)定分析284
10.2.3多機(jī)系統(tǒng)直接法暫態(tài)穩(wěn)定分析286
10.3本章小結(jié)290
參考文獻(xiàn)291