运动稳定性量化理论 非自治非线性多刚体系统的稳定性分析pdf电子书版本下载

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第1篇 非自治非线性多刚体运动系统稳定性的严格充要条件——互补群群际能量壁垒准则(CCEBC) 1

第1章 非自治多刚体运动系统的稳定性问题 1

1.1 非线性多刚体运动系统 1

1.2 受扰轨迹稳定性问题的直观描述 3

1.3 稳定性评估的步骤 4

1.4 用数值积分法求取受扰轨迹 5

1.5 运动稳定性问题的分类 5

1.6 受扰轨迹包络距离的有界性 6

1.7 受扰轨迹稳定性的经验判断 7

1.8 采用李雅普诺夫直接法的定性分析 8

1.9 稳定性定性分析的缺陷 10

1.10 工程应用对稳定性分析的要求 11

1.11 稳定性定量分析的困难 12

第2章 互补群惯量中心-相对运动(CCCOI-RM)变换 13

2.1 多刚体系统失稳时必有互补群之间的失稳 13

2.2 多刚体系统稳定时任何一对互补群间不可能失稳 14

2.3 稳定充要条件保持不变的轨迹降维变换 15

2.4 CCCOA变换和CCCOI变换 16

2.5 CCCOI轨迹凝聚——等值两刚体运动轨迹 17

2.6 CCCOI-RM映象——等值单刚体运动轨迹 18

2.7 CCCOI变换的保稳性普遍适用于已有的受扰轨迹 19

2.8 多刚体运动系统稳定的充要条件 21

第3章 单刚体轨迹稳定性的定性分析 23

3.1 单刚体轨迹稳定性研究的重要性 23

3.2 非线性单刚体运动系统受扰过程的直观描述 23

3.3 相平面法的现状及扩展 25

3.4 计及非自治因素的相平面定性稳定分析 26

3.5 DSP，FEP，UEP是完全不同的概念 30

第4章 单刚体轨迹稳定性的定量分析 32

4.1 参数稳定裕度与轨迹稳定裕度 32

4.2 对轨迹稳定裕度定义的要求 34

4.3 在轨迹定量分析方面的一些尝试 35

4.4 受扰轨迹的稳定程度 36

4.5 相平面的局限性及广义相平面的引入 37

4.6 扩展的相平面之一——加速度-速度平面 38

4.7 扩展相平面之二——外力(或加速度)-位置平面 43

4.8 非自治单刚体运动系统的能量壁垒准则 52

4.9 稳定裕度的标幺化 54

4.10 再论DSP和UEP的不同 55

第5章 多刚体稳定性的互补群群际能量壁垒准则 56

5.1 多刚体稳定性的定量求解途径——分解和聚合 56

5.2 映象的外力-位置曲线 57

5.3 CCCOI-RM映象的稳定裕度 59

5.4 多刚体轨迹稳定裕度问题的聚合 61

5.5 映象的参数极限和参数裕度 62

5.6 多刚体的参数极限和参数裕度 64

5.7 多刚体运动系统的互补群群际能量壁垒准则 65

第6章 映象评估的可行性问题 68

6.1 受扰过程的主导模式 68

6.2 用离散矢量的穷举选优框架来识别主导模式 72

6.3 用模式识别的框架来识别主导模式 73

6.4 能完整地复现Rn受扰轨迹的最小R1子集 74

6.5 失稳轨迹的主导模式 76

6.6 稳定轨迹的主导模式 77

6.7 利用已有的受扰轨迹来识别临界模式 77

6.8 智能筛选器和离散优化算法的集成框架 79

6.9 轨迹模式在参数空间中的变化规律 82

第7章 失稳模式变化的机理 83

7.1 轨迹模式变化规律的研究方法 83

7.2 模型和参数对受扰轨迹的影响 84

7.3 两刚体系统P-δ曲线的耗散校正和时间校正 85

7.4 多刚体系统映象P-δ曲线的非同调校正 89

7.5 多刚体R1映象的P-δ曲线的时变校正 91

7.6 参数变化对稳定裕度校正量的影响 94

7.7 失稳模式在参数空间中的分布 95

7.8 孤立稳定域及由其引起的邻域吸引子现象 98

第8章 小扰动和大扰动稳定性理论的统一 101

8.1 小扰动稳定性和大扰动稳定性 101

8.2 特征根技术和数值积分技术 101

8.3 CCEBC技术和特征根技术的不同 101

8.4 CCEBC技术和特征根技术的内在联系 102

第9章 互补群群际能量壁垒准则的生命力 103

9.1 使复杂多刚体稳定性的定量分析成为可能 103

9.2 通过选择Rn积分技术来得到所需的精度 104

9.3 由积分软件包来保证所需的适用性 105

9.4 在R1中得到高质量的量化信息 106

9.5 算法集成的过程所引入的进化和退化 106

9.6 关于“时变的李雅普诺夫函数”的概念 106

9.7 快速性和定量性——鱼和熊掌可以兼得 107

9.8 理论上的成果 109

9.9 从理论框架到工业应用 110

第10章 质点弹簧系统的受扰轨迹稳定性 111

10.1 CCEBC的应用示例 111

10.2 单质点弹簧哈密顿系统的稳定分析 111

10.3 有耗散项的单质点弹簧系统的稳定分析 120

10.4 多质点弹簧耦联系统 124

第2篇 互补群群际能量壁垒准则在电力系统稳定性定量分析中的应用——扩展等面积准则(EEAC) 131

第11章 电力系统暂态稳定性的基本概念 131

11.1 电力系统稳定研究的重大意义 131

11.2 电力系统安全稳定性的分类及其公式化 132

11.3 电力系统运行状态的划分 135

11.4 不同的应用目的对稳定分析工具的要求 137

11.5 对TSA及TSC算法的要求 139

第12章 电力系统暂态功角稳定性分析的步骤 140

12.1 TSA任务的分解与对应的求解方法 140

12.2 电力系统数学模型的建立 141

12.3 受扰轨迹的求取 144

12.4 基于经验来提取稳定性信息 145

12.5 避免求取受扰轨迹的努力 146

12.6 信息的提取是最薄弱的环节 147

第13章 等面积准则(EAC) 149

13.1 最简单的OMIB系统 149

13.2 有转移电导的OMIB系统 151

13.3 非哈密顿的OMIB系统 152

13.4 受扰过程在P-δ扩展相平面上的表现 152

13.5 等面积准则——稳定研究中的奇葩 155

13.6 哈密顿两机系统的严格降阶 157

13.7 学院式的工具 158

第14章 EAC在OMIB系统中的扩展 159

14.1 将EAC扩展到反向摆动的稳定分析 159

14.2 将EAC扩展到非哈密顿的OMIB系统 161

14.3 将EAC扩展到非自治的OMIB系统 161

14.4 普适于OMIB系统的稳定裕度 164

14.5 将EAC扩展到多摆的稳定分析 165

14.6 OMIB系统定量TSA的普适工具 165

第15章 已有方法的互补性和新方法的集成 166

15.1 将EAC推广到多机系统的研究 166

15.2 问题的关键 168

15.3 模型聚合 168

15.4 轨迹聚合 168

15.5 已有方法的互补性 169

15.6 观察空间与积分空间的分离 170

15.7 观察空间与积分空间的接口 171

15.8 观察空间与积分空间的协调 172

第16章 扩展等面积准则的基本原理 173

16.1 EEAC是CCEBC在电力系统中的应用 173

16.2 多机轨迹中的无界角度间隙及其对应的互补群惯量中心映象 174

16.3 多机电力系统的CCCOI-RM变换 178

16.4 多机系统稳定性的充要条件 180

16.5 映象极限值的最临界原则 180

16.6 CCCOI-RM保稳变换的普适性 182

16.7 EEAC的核心 182

第17章 集成EEAC(IEEAC) 187

17.1 IEEAC 187

17.2 映象P-δ曲线的获取 188

17.3 映象稳定性信息的定性提取 191

17.4 定性信息的保稳反变换 192

17.5 映象稳定性信息的定量提取 192

17.6 定量信息的保稳反变换 194

第18章 静态EEAC(SEEAC) 195

18.1 EEAC存在解析解的条件 195

18.2 忽略群内非同调性的经典模型多机系统 199

18.3 最简单的模型 200

18.4 受扰轨迹及其求取 201

18.5 定性信息的抽取 204

18.6 稳定裕度的计算 205

18.7 故障临界清除时间 206

18.8 SEEAC的第2摆稳定性 207

18.9 将SEEAC推广到较复杂的情况 211

18.10 SEEAC的贡献与缺陷 216

18.11 SEEAC的启迪 218

第19章 动态EEAC(DEEAC) 219

19.1 映象P(δ)曲线的获取 219

19.2 提高正弦预报的精度 221

19.3 通过减小映射步长来降低预报误差 223

19.4 补偿由时变因素引起的预报误差 226

19.5 DEEAC 229

19.6 复杂模型下的DEEAC 232

第20章 灵敏度分析和参数稳定域 234

20.1 EEAC的灵敏度分析 234

20.2 灵敏度分析的原理 235

20.3 对象参数和目标方向 237

20.4 灵敏度系数的求取 238

20.5 映象的参数极限和参数裕度 241

20.6 多机电力系统参数稳定极限问题的聚合 242

20.7 灵敏度分析的实例 243

第21章 轨迹主导模式的识别及其变化机理 247

21.1 受扰轨迹主导模式的特征 247

21.2 失稳模式的摆次 247

21.3 失稳模式的识别 251

21.4 精确的映象值与对应的SEEAC估计值 253

21.5 参数对多机受扰轨迹的影响 254

21.6 多机轨迹影响映象稳定裕度的途径 255

21.7 参数变化对各种模式的稳定裕度的影响 261

21.8 失稳模式在故障清除时间轴上的分布 262

21.9 失稳模式在参数空间中的分布 267

第22章 临界群的识别 269

22.1 临界模式 269

22.2 临界群识别问题 270

22.3 用EEAC识别临界群的基础 274

22.4 EEAC中临界群识别方法的演变 275

22.5 候选临界群的选择 277

22.6 轨迹的首次试探 279

22.7 失稳映象提供的信息 280

第23章 EEAC三种算法的互补和协调 281

23.1 EEAC的发展历史 281

23.2 EEAC理论 282

23.3 EEAC算法的组成 282

23.4 SEEAC 282

23.5 DEEAC 284

23.6 IEEAC 284

23.7 EEAC算法框架 284

23.8 EEAC可以提供的信息 287

23.9 量化分析的能力加快了计算的速度 288

第24章 其他运动变量和代数变量的暂态安全性 290

24.1 电力系统的暂态频率稳定性和电压安全性 290

24.2 电力系统暂态安全的全面观点 290

24.3 暂态电压安全性 291

24.4 考虑感应电动机负荷的暂态电压稳定性评估 293

24.5 暂态电压跌落可接受性评估 293

24.6 暂态电压安全极限的搜索策略 295

24.7 暂态功角稳定性和暂态电压安全性 296

第25章 机电模式特征根的分析 297

25.1 电力系统特征根的计算方法 297

25.2 EEAC与特征根分析的关系 299

25.3 EEAC对AESOPS算法的改进 300

25.4 特征频率的直接估计 302

25.5 近似的牛顿法 303

25.6 基于模式识别的发电机智能控制器 306

第26章 EEAC对电力系统稳定理论的贡献 307

26.1 多机电力系统稳定的充要条件和失稳的机理 307

26.2 突变发生在DSP而不是发生在UEP 308

26.3 轨迹模式及临界模式的定义和识别 308

26.4 失稳模式在参数空间中的分布问题 309

26.5 参数空间中的孤立稳定域 309

26.6 由ISD引起的邻域吸引子(NARI)现象 316

26.7 再同步中的混沌现象 317

26.8 稳定控制的机理 325

26.9 稳定控制中的负效应 329

26.10 小扰动稳定理论和大扰动稳定理论的统一 333

26.11 EEAC的适用性 334

第27章 EEAC的工业应用 335

27.1 电力系统工程应用的要求 335

27.2 EEAC在交互性研究中的应用 343

27.3 进入国际市场的软件包 343

27.4 EEAC在系统规划中的应用 344

27.5 EEAC在运行规划中的应用 348

27.6 在线稳定分析工程 349

27.7 在线稳定预防控制 354

27.8 紧急控制决策表的离线准备 355

27.9 自适应的紧急控制装置 360

第28章 结语 367

附录A 多刚体受扰轨迹的保稳降维映射 370

A.1 概述 370

A.2 互补群位置中心-相对运动(CCCOA-RM)变换 370

A.3 City-block变换 372

A.4 讨论 376

参考文献 377

索引 384

英文概述(Preface) 386

英文目次(Contents) 388

英文图表清单(Figures and tables) 396