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第1篇 电力系统规划 1

第1章 绪论 3

1电力系统规划设计的主要内容 3

1.1电力系统规划按规划时段划分 3

1.2电力系统规划设计按地区划分 4

1.3电力系统规划设计按具体工作内容划分 4

2电力系统规划设计的主要原则 4

2.1电力系统规划设计必须严格执行国家各相关法规、政策 4

2.2电力系统规划设计要符合国家国民经济与社会发展战略需求 4

2.3电力系统规划设计应满足供电可靠性、灵活性和经济性的要求 4

2.4电力系统规划设计应实行动态管理 4

第2章 我国电网发展现状（2005年有关数据） 5

1东北电网 5

2华北电网 5

3西北电网 6

4华中电网 6

5华东电网 6

6南方电网 7

第3章 我国能源资源概况 8

1能源资源现状分析 8

2煤炭资源储量分析 8

3石油资源储量分析 9

4天然气资源储量分析 9

5水资源储量分析 9

6新能源及可再生能源资源分析 10

6.1核能 10

6.2太阳能 10

6.3风能 10

6.4地热能 11

6.5海洋能 11

6.6生物能 11

第4章 电力系统负荷预测 12

1电力负荷的分类 12

2电力系统负荷预测方法 12

2.1需电量的预测方法 12

2.2最大负荷值预测方法 13

3电力系统负荷曲线 13

3.1电力负荷曲线的分类 13

3.2电力负荷曲线的特性指标 14

3.3电力负荷曲线编制 14

第5章 电源规划 15

1动力资源开发及利用 15

1.1能源需求预测 15

1.2能源供应分析 15

1.3煤炭、电力、运输综合平衡 15

2电源规划准则 15

2.1电源规划可靠性 15

2.2可靠性指标 15

3发电系统总容量的确定 16

4电源结构及布局 16

4.1电源结构及运行特性 16

4.2电源结构选择原则 16

4.3电源布局原则 17

5电力电量平衡计算 17

5.1电力平衡中容量组成 17

5.2电力电量平衡的一般要求 17

5.3电力、电量平衡代表年、月的选择 18

5.4电力平衡 18

5.5电量平衡 19

6调峰平衡 20

6.1电力系统调峰 20

6.2电力系统调峰平衡 20

7电厂建厂条件调查 21

7.1水电厂的建厂条件 21

7.2火电厂的建厂条件 21

7.3核电厂的建厂条件 21

7.4新能源电厂的建厂条件 21

8电源建设方案优化 21

8.1电源优化数学模型 21

8.2常规设计方法 22

第6章 电网规划设计 23

1电网规划设计原则 23

2电网规划安全稳定标准 23

2.1电力系统的静态稳定储备标准 23

2.2电力系统承受大扰动能力的安全稳定标准 24

3电压等级的选择 24

3.1电压等级选择的原则 24

3.2交流电网电压等级选择 24

4交流线路输电能力及导线截面选择 25

4.1自然功率 25

4.2经济输电容量 25

4.3按导线允许持续发热条件确定输送能力 26

4.4超高压远距离输电线路的暂态稳定极限的传输能力 26

4.5导线截面选择 27

5电力网结构 27

6变电站布局、规模 27

6.1变电站布局原则 27

6.2变电站规模 28

7主网架规划 28

7.1大型电源送出输电系统规划 28

7.2受端系统规划 28

7.3联网规划 28

8电源接入系统设计 29

8.1发电系统接入系统的主要原则 30

8.2发电厂接入系统的电压等级 30

8.3发电厂与系统连接的网络方案 30

8.4电源接入系统的安全标准 30

9无功规划 30

9.1无功功率平衡原则 30

9.2无功负荷、无功电源及其运行特性 31

9.3无功补偿设备的选型 31

9.4无功补偿容量配置 32

10电网规划设计方法 32

11高压直流输电 32

11.1直流输电的优势 32

11.2直流输电的形式 32

11.3直流输电电压等级选择 33

11.4换流站无功平衡与无功补偿 33

11.5直流输电换流变压器选择 34

11.6直流输电线路导线截面选择 34

第7章 主要电气计算 35

1潮流计算 35

2稳定计算 35

2.1运行方式选取 35

2.2静态稳定计算 35

2.3暂态稳定计算 35

2.4动态稳定计算 36

2.5提高稳定极限的措施 36

3短路电流计算 37

3.1计算的假定条件 37

3.2短路电流计算 37

3.3限制短路电流的措施 37

4调相调压计算 37

4.1电网电压标准 37

4.2电网无功补偿原则 37

5工频过电压计算 38

5.1过电压标准 38

5.2运行方式及故障型式 38

6谐振过电压计算 38

6.1发电机自励磁 38

6.2带高压并联电抗器线路的谐振过电压 38

6.3变压器铁磁谐振过电压 38

6.4 220kV及以下系统谐振过电压 38

7潜供电流计算 39

8操作过电压计算 39

8.1线路合闸和重合闸过电压 39

8.2空载线路分闸过电压 39

8.3线路非对称故障分闸和振荡解列过电压 39

8.4隔离开关操作空载母线的过电压 39

8.5操作并联电容器的过电压 39

8.6操作空载变压器和并联电抗器等的过电压 40

8.7开断高压感应电动机的过电压 40

8.8 66kV及以下系统单相间歇性电弧接地故障时的过电压 40

第8章 电源电网项目建设管理 41

1火电项目建设前期工作 41

1.1初步可行性研究 41

1.2可行性研究 41

2火电厂厂址选择 41

2.1火电厂厂址选择的工作程序 41

2.2火电厂厂址选择的基本原则 41

3水电项目建设前期工作 42

3.1河流水电规划 42

3.2可行性研究 42

4电网项目建设前期工作 42

4.1电网项目可行性研究 42

4.2变电站（换流站）站址选择 42

4.3线路路径选择 43

第9章 电网二次系统规划 44

1电网二次系统规划的主要内容 44

2电网二次系统规划的原则 44

3电力系统通信规划 44

3.1网络需求分析与预测 45

3.2技术体制 46

3.3传输网规划 46

3.4数据网规划 46

3.5交换网规划 46

3.6业务系统规划 46

4调度自动化及电力市场运营系统规划 47

4.1能量管理系统（EMS）／电网动态监视和预警系统规划、调度员培训仿真系统规划 47

4.2水调自动化系统、雷电定位监测系统、调度管理信息系统规划 48

4.3电力市场运营系统规划 48

4.4综合数据平台与网络规划 48

4.5厂站自动化规划 49

4.6安全防护、冗灾备份系统规划 49

5继电保护规划 50

5.1继电保护规划 50

5.2保护及故障信息管理系统 50

5.3直流控制保护 50

5.4通道及接口要求 50

6安全稳定控制系统规划 50

6.1电网安全稳定对控制系统的要求 50

6.2电网稳定计算和分析 50

6.3安全稳定控制系统方案 51

6.4在线预决策系统规划 51

6.5电力系统解列及黑启动 51

7信息系统规划 52

7.1信息平台建设规划 52

7.2业务系统规划 52

7.3数据中心（仓库）及决策支持系统规划 52

第10章 经济比较方法 54

1经济比较的概念和意义 54

2经济比较评价的原则 54

3经济评价的主要内容 54

4财务评价与国民经济评价的差别 54

5最小费用法 54

5.1费用现值比较法 54

5.2计算期不同的现值费用比较法 55

5.3年费用比较法 55

6净现值法 55

7内部收益率法和差额投资内部收益率法 55

7.1内部收益率法 55

7.2差额投资内部收益率法 55

8折返年限法及相关计算法 55

9财务评价方法简介 56

9.1财务内部收益率（FIRR） 56

9.2投资回收期 56

9.3固定资产投资借款偿还期Pd 56

10国民经济评价方法简介 56

10.1经济内部收益率 56

10.2经济净现值 56

10.3经济净现值率 56

参考文献 57

第2篇 远距离大容量交流输电系统 59

第1章 概述 61

1必要性及前景 61

2国外远距离大容量交流输电情况 61

2.1美国远距离大容量交流输电工程实例 61

2.2加拿大远距离大容量交流输电工程实例 61

2.3巴西远距离大容量交流输电工程实例 62

2.4苏联的1150kV交流输电线路 62

2.5日本的1000kV线路 62

第2章 超高压及特高压交流输电系统特性 64

1超高压及特高压交流输电线路参数及特性 64

2超高压及特高压交流输电线路理论传输能力 66

2.1线路热稳定输电能力 66

2.2线路静态稳定输电能力 66

2.3线路受暂态稳定和动态稳定限制输电能力 67

3超高压及特高压交流输电系统稳定特性 68

3.1远距离大容量输电系统暂态稳定特性 68

3.2远距离大容量输电系统动态稳定特性 69

第3章 超高压及特高压交流输电系统无功电压控制问题 71

1远距离大容量输电系统无功特性 71

1.1充电电容 71

1.2线路自然功率 71

1.3输电系统的无功损耗 71

1.4输电系统的电压降 72

2超高压及特高压交流输电系统无功电压控制问题 72

2.1发电机调节端电压 72

2.2变压器调节分接头 72

2.3安装低压无功补偿设备 73

2.4远距离大容量输电系统无功电压控制问题 73

3改善超高压及特高压交流输电系统无功电压问题的措施 73

3.1可控高压并联电抗器 73

3.2串联补偿设备 74

第4章 提高超高压及特高压交流输电系统输电能力的措施 75

1自动重合闸 75

2紧凑型线路 75

3串补及可控串补 76

3.1固定串补原理及作用 76

3.2可控串补原理及作用 76

3.3串补的应用情况 77

4动态无功补偿 78

4.1动态无功补偿装置原理及作用 78

4.2动态无功补偿的应用情况 79

5其他FACTS技术 80

5.1统一潮流控制器UPFC 80

5.2静止同步串联补偿SSSC 81

5.3转换静止补偿器CSC 81

6改善系统动态稳定性的其他措施 82

6.1配置电力系统稳定器PSS 82

6.2直流输电附加控制 83

第5章 超高压及特高压交流输电系统工频过电压 84

1工频过电压特性及其限制措施 84

1.1产生工频过电压的主要原因 84

1.2限制工频过电压的可能措施 86

2超高压及特高压输电系统工频过电压 86

3可控高压并联电抗器在限制工频过电压中的作用 87

4串联电容补偿对工频过电压的影响 88

第6章 潜供电流及其恢复电压 89

1潜供电流及其抑制措施 89

2超高压及特高压输电系统的潜供电流及其恢复电压 91

2.1常规固定高压并联电抗器线路的潜供电流和恢复电压 91

2.2使用可控高压并联电抗器线路的潜供电流和恢复电压 91

2.3无高压并联电抗器特高压短线路的潜供电流和恢复电压 91

3串联电容补偿对潜供电流暂态过程影响 92

第7章 超高压及特高压交流输电系统操作过电压 93

1操作过电压及限制措施 93

2合闸操作过电压 94

2.1合闸过电压产生的物理过程 94

2.2仅采用MOA限制合闸过电压 94

2.3使用MOA及控制合闸相角方式限制过电压 94

2.4使用断路器合闸电阻及MOA限制合闸过电压 94

3分闸（甩负荷）操作过电压 96

3.1甩负荷操作过电压 96

3.2清除接地故障转移过电压 97

第8章 固定串联补偿电容与可控高压并联电抗器 99

1固定串联补偿电容 99

1.1固定串补基本组成 99

1.2固定串补保护 99

1.3串联电容补偿系统中的特殊问题 100

2可控并联电抗器 101

2.1可控并联电抗器的基本原理 101

2.2可控并联电抗器控制系统 102

2.3可控并联电抗器本体保护 103

2.4 500kV可控并联电抗器控制策略研究 103

2.5 500kV可控并联电抗器的工程应用 103

2.6国外可控并联电抗器的发展情况 104

参考文献 105

第3篇 高压直流输电系统 107

第1章 概述 109

1高压直流输电的发展 109

1.1国外直流输电的发展 109

1.2中国直流输电的发展 109

2技术特点 110

2.1直流输电的优点 110

2.2直流输电的缺点 111

3应用场合及工程实例 111

3.1应用场合 111

3.2工程实例 112

4发展趋势 113

4.1特高压大功率直流输电 113

4.2自换相电压源换流器的应用 113

4.3超导直流输电 114

第2章 高压直流输电系统构成 115

1两端直流输电系统 115

1.1单极系统 116

1.2双极系统 116

1.3背靠背直流系统 117

2多端直流输电系统 117

第3章 换流站主接线及主要设备 119

1换流站主接线 119

1.1换流阀组接线 119

1.2换流变压器与换流阀的连接 119

1.3交流滤波器接入系统的方式 120

1.4直流开关场接线 120

1.5换流站特殊接线方式 121

2换流站主要设备 121

2.1换流阀 121

2.2换流变压器 124

2.3直流电抗器 125

2.4其他设备 125

第4章 直流输电换流技术 126

1概述 126

2 6脉动换流器 126

2.1 6脉动整流器工作原理 126

2.2 6脉动逆变器工作原理 127

3 12脉动换流器 128

4直流输电稳态计算常用公式 128

4.1换流站极对中性母线电压（Ud） 128

4.2直流电流（Id） 128

4.3直流功率（Pd） 128

4.4直流回路电压降（ΔUd） 128

4.5直流回路损耗（ΔPd） 128

4.6换流站消耗的无功功率（Qc） 129

4.7换流站和交流系统交换的无功功率（Qs） 129

4.8换流站的功率因数（cosψ） 129

4.9换流器的换相角（μ） 129

4.10换流器交流侧电流（Ia） 129

4.11换流变压器的视在功率（S） 129

第5章 换流站产生的谐波及滤波措施 130

1换流站交流侧谐波 130

1.1特征谐波 130

1.2非特征谐波 130

1.3其他谐波源 130

2换流站直流侧谐波 131

2.1特征谐波 131

2.2非特征谐波 131

3交流侧滤波器 131

3.1滤波系统性能要求 131

3.2滤波系统构成 132

3.3无功补偿与交流侧滤波的关系和协调 132

3.4交流滤波技术的发展 133

4直流侧滤波器 133

4.1直流侧谐波的危害 133

4.2滤波系统的性能要求 133

4.3滤波系统构成 134

4.4直流滤波器型式 135

4.5直流有源滤波器 135

第6章 换流站消耗的无功及无功补偿 136

1换流站消耗的无功功率 136

1.1电网换相换流器的无功功率特性 136

1.2无功消耗的工程计算方法 136

2换流站的无功补偿 136

2.1交流系统的无功支持能力和无功需求 137

2.2无功补偿设备的类型 137

2.3无功补偿设备容量的确定 137

2.4无功补偿设备的分组 138

第7章 直流输电系统的控制保护 139

1控制系统 139

1.1控制系统的配置要求 139

1.2换流器触发相位控制 139

1.3直流系统基本控制原理 139

1.4换流器基本控制方式及其配置 140

1.5直流输电控制系统功能 142

2保护系统 142

2.1直流输电系统的故障形态 142

2.2直流输电工程的保护系统 144

3控制保护系统实例 145

第8章 直流输电系统稳态运行特性 147

1额定运行方式 147

1.1额定直流功率 147

1.2额定直流电流 147

1.3额定直流电压 147

2最小输送功率 147

3降压运行方式 148

4功率反送方式 148

4.1正常潮流反转 149

4.2紧急潮流反转 149

5双极对称和不对称运行方式 149

5.1双极对称运行方式 149

5.2双极不对称运行方式 150

6有功功率及无功功率控制方式 150

6.1有功功率控制方式 150

6.2无功功率控制方式 151

7过负荷能力 151

7.1连续过负荷 151

7.2短期过负荷 151

7.3暂时过负荷 151

7.4影响过负荷的因素 152

8直流输电系统损耗 152

8.1换流站损耗 152

8.2直流输电线路损耗 153

8.3接地极系统损耗 153

第9章 交、直流混合系统运行特性 154

1交流系统故障对直流系统的影响 154

1.1交流系统阻抗 154

1.2故障期间的传输功率 154

1.3故障清除后的系统恢复 154

1.4故障期间和故障后恢复期间的无功消耗 154

1.5交流故障引起的甩负荷 154

1.6无功功率设备的投切 154

1.7故障期间谐波电压和电流的影响 155

1.8运行控制方式转换 155

1.9直流功率调制及紧急功率减小 155

2直流系统故障对交流系统的影响 155

2.1换流站内交流滤波器、无功设备及交流母线故障 155

2.2换流单元故障 155

2.3直流电抗器、直流滤波器及其他直流设备故障 155

2.4直流线路故障 156

2.5接地极线路故障 156

2.6金属回线线路故障 156

3直流输电受端为弱交流系统的特点 156

3.1动态过电压 156

3.2电压稳定性 156

3.3谐波谐振 156

3.4电压闪变 157

3.5直流控制方式 157

4直流多落点交流系统的特点 157

4.1多落点直流有效短路比及有效惯性常数 157

4.2大扰动下交、直流系统的相互作用 158

4.3小扰动下交、直流系统的相互作用 159

4.4接地极入地电流的相互影响 159

5利用直流输电改善交流系统的运行性能 159

5.1利用直流系统的有功控制改善交流系统的潮流及频率 159

5.2利用直流进行交流动态电压控制及协调无功源的相互作用 160

5.3改善交流系统的稳定性 160

第10章 直流输电过电压保护及绝缘配合 162

1直流输电系统的过电压 162

1.1暂时过电压 162

1.2操作过电压 162

1.3雷电过电压 163

1.4陡波过电压 163

2过电压保护措施 163

2.1阻尼装置 163

2.2控制系统措施 163

2.3保护间隙 164

2.4避雷器 164

3换流站的绝缘配合 164

3.1避雷器配置 164

3.2换流站主要设备的绝缘水平 165

4换流站防雷保护 165

第11章 直流输电线路 167

1直流输电架空线路 167

1.1架空线路导线截面的选择 167

1.2架空线路绝缘水平的确定 169

1.3绝缘子选型及绝缘子片数的确定 170

1.4铁塔设计原则及塔型分类 170

1.5地线的选择 170

1.6交、直流架空线路输送功率和损耗的粗略比较 171

2直流电缆线路 172

2.1直流电缆的应用场合 172

2.2直流电缆的技术特点 172

2.3直流电缆的种类和结构 173

3直流接地极线路 173

3.1接地极线路的绝缘水平 173

3.2接地极线路的导线截面选择 173

3.3接地极线路设计原则 174

3.4接地极线路的杆塔 174

第12章 直流输电接地极 175

1接地极的作用及类型 175

1.1接地极的作用 175

1.2接地极的类型 175

2接地极的运行特性 175

2.1电磁效应 175

2.2热力效应 175

2.3电化效应 175

3对接地极极址的要求 175

4对接地极材料的要求 176

5接地极的设计原则 176

5.1电力系统条件 176

5.2设计寿命 176

5.3最大允许跨步电压 177

5.4最大允许温升 177

5.5接地极基本参数 177

第13章 直流输电工程的现场调试 178

1现场调试的要求及准备 178

1.1预调试 178

1.2分系统调试 178

1.3站系统调试 178

1.4端对端系统调试 178

2现场调试的内容 179

2.1预调试内容 179

2.2分系统调试内容 179

2.3站系统调试内容 180

2.4端对端系统调试内容 180

3现场调试总结 181

第14章 背靠背直流输电 182

1背靠背直流输电的特点 182

1.1主回路设计 182

1.2背靠背换流站主接线 183

1.3无功功率（或交流电压）控制 183

1.4利用快速控制改善交流系统的运行性能 184

1.5暂时过电压的限制 184

1.6谐波的影响 184

2背靠背直流输电的应用与发展 184

第15章 多端直流输电 186

1应用场合及发展概况 186

1.1意大利—科西嘉—撒丁岛三端直流输电 186

1.2魁北克—新英格兰五端直流输电 186

1.3新信浓三端背靠背直流输电 187

1.4纳尔逊河直流输电 187

1.5太平洋联络线直流输电 187

2系统构成方式 188

2.1基本接线方式 188

2.2接线方式比较 188

3控制保护 189

3.1基本控制原则 189

3.2控制模式 189

3.3起停控制 191

3.4潮流反转 191

3.5基本保护原则 191

3.6高压直流断路器的作用 192

第16章 特高压直流输电 193

1特高压直流输电的现状 193

2特高压直流输电的应用 194

3特高压直流输电接线方式 194

4特高压直流输电设备 195

4.1换流阀 195

4.2换流变压器 195

4.3直流电抗器 196

4.4直流滤波器 196

4.5直流避雷器 196

4.6直流绝缘子和套管 196

第17章 电压源换流器型直流输电 197

1电压源换流器型直流输电的系统构成 197

2脉宽调制电压源换流器工作原理 197

3电压源换流器型直流输电的特点及应用场合 198

参考文献 200

第4篇 灵活交流输电系统 201

第1章 概论 203

1现代输电系统面临的挑战 203

1.1现代电力系统的主要特点 203

1.2现代输电系统面临的挑战 203

2传统输电控制方法的局限性 204

3FACTS发展简史 204

3.1背景条件 204

3.2概念的提出和完善 205

3.3FACTS发展史上的重要事件 205

4FACTS及其控制器基本概念 205

4.1FACTS基本概念 205

4.2FACTS控制器的基本类型 205

4.3FACTS技术的优越性 206

5FACTS与HVDC的关系 208

第2章 并联型FACTS控制器 209

1电力系统并联补偿概述 209

2基于晶闸管的静止无功补偿器 210

2.1晶闸管投切电容器（TSC） 210

2.2晶闸管控制电抗器（TCR） 211

2.3晶闸管投切电抗器（TSR） 213

2.4组合式SVC 213

2.5SVC的控制系统模型 214

2.6国内外SVC工程应用概述 216

3静止无功发生器（STATCOM） 216

3.1STATCOM的基本运行原理 216

3.2基于多重化变流器的STATCOM主电路结构 216

3.3基于多电平变流器的STATCOM主电路结构 217

3.4STATCOM的正序基波稳态模型 219

3.5STATCOM的动态模型和动态无功控制器 219

3.6国内外STATCOM应用工程概述及实例 220

4综合并联无功补偿 221

5并联储能系统 222

5.1电池储能系统（BESS） 222

5.2超导储能系统（SMES） 223

第3章 串联型FACTS控制器 224

1串联补偿 224

1.1基本概念 224

1.2工作原理 224

1.3作用 224

1.4应用历史与现状 224

1.5串联补偿设备的种类 225

2电力电子器件控制或投切的串联电容器 225

2.1GTO控制的串联电容器（GCSC） 225

2.2晶闸管投切串联电容器（TSSC） 226

2.3晶闸管可控串联补偿器（TCSC） 226

3静止同步串联补偿器（SSSC） 231

3.1基本概念 231

3.2功角特性 231

3.3U-I工作区和损耗特性 232

3.4内环控制 232

3.5串联型FACTS设备的系统级控制原理 232

3.6 SSSC与串联阻抗型FACTS设备的比较 233

4串联型FACTS设备的次同步谐振特性 234

4.1串联电容补偿引起次同步谐振的基本原理 234

4.2串联型FACTS设备的次同步谐振特性分析 234

第4章 复合型FACTS控制器 235

1静止电压／相角调节器 235

1.1电压／相角调节的作用 235

1.2移相器的类型 236

1.3晶闸管控制的移相器的工作原理和控制方法 236

1.4晶闸管投切的移相器的工作原理与控制方法 238

2统一潮流控制器 239

2.1统一潮流控制器的工作原理 239

2.2UPFC对输电系统功率特性的影响 239

2.3控制方法及其改善电力系统稳定性和传输能力的分析 240

2.4UPFC工程实例 241

3线间潮流控制器IPFC 242

4多功能FACTS控制器 244

第5章 其他FACTS控制器 245

1短路电流限制器 245

2晶闸管控制的制动电阻 246

3NGH次同步谐振阻尼器 247

第6章 FACTS技术应用 249

1提高电力系统电压稳定性 249

1.1并联补偿提高电力系统电压稳定性 249

1.2串联补偿提高系统电压稳定性 249

2提高电力系统暂态稳定性 250

2.1并联补偿提高输电系统暂态稳定性 250

2.2串联补偿提高输电系统暂态稳定性 251

3提高潮流控制的灵活性 251

3.1并联补偿提高功率输送能力 251

3.2串联补偿与潮流控制 252

4阻尼电力系统振荡 252

4.1并联补偿阻尼电力系统振荡 252

4.2串联补偿阻尼电力系统振荡 253

参考文献 254

第5篇 电力系统互联 257

第1章 互联电力系统的发展与规划 259

1电力系统互联的发展过程 259

1.1北美联合电力系统的发展过程 259

1.2欧洲电力系统的发展过程 259

1.3日本全国联网系统的发展过程 260

1.4我国电网互联系统的发展过程 260

2电力系统互联的发展趋势 260

3电力系统互联的动因及联网效益 261

3.1电力系统互联的动因 261

3.2电力系统互联的技术经济效益 261

4电力系统互联规划研究 261

4.1电力系统互联规划研究内容 261

4.2联网方案的影响因素 262

第2章 互联电力系统运行与管理 265

1互联电力系统运行的基本条件 265

1.1合理、坚强的网架结构 265

1.2对受端电网的要求 265

1.3对送端电网的要求 265

1.4充足的有功及无功储备能力 266

1.5灵活适当的调控能力 266

1.6必要的二次系统和区域型安全稳定控制系统配置 266

2互联电力系统的调度 266

2.1联络线潮流确定原则 266

2.2联络线潮流控制 266

2.3备用容量管理 266

2.4调峰调频管理 266

2.5无功电压管理 267

2.6故障隔离 267

2.7继电保护及安全自动装置配置要求 267

2.8联络线投退规定 267

3互联电力系统的效益评估 267

3.1西电东送效益的评估 267

3.2南北互供效益的评估 268

3.3联络线投资回收后的使用问题 268

4互联电力系统运行准则 268

4.1备用容量与运行结构 268

4.2调度运行及运行方式 268

4.3继电保护及安全自动装置 268

4.4通信及调度自动化 269

5直流互联的优点及技术问题 269

5.1直流互联的优点 269

5.2直流互联需考虑的技术问题 269

6互联电力系统的安全运行 269

6.1网间联络线的稳定控制问题 269

6.2电网互联对网内稳定水平的影响问题 270

6.3大型电源的接入系统问题 270

6.4受端电网的电压稳定性问题 270

6.5送端和中间电网的合理电网结构问题 270

6.6互联电网区域间低频振荡及抑制措施问题 270

6.7防止大面积停电的措施问题 270

6.8频率及联络线交换功率计划的控制问题 270

6.9继电保护及安全自动装置的配置问题 270

6.10大区电网互联原则及联络线投退规定问题 270

6.11大区互联电网安全稳定性评价方法问题 271

第3章 互联电力系统分析 272

1互联电力系统的发展和主要特征 272

2互联电力系统动态特性 273

2.1交流弱联系跨区同步联网中存在的主要技术问题 274

2.2直流联网中存在的主要技术问题 274

3互联电力系统分析技术 275

3.1非实时数字仿真 275

3.2实时数字仿真 275

3.3互联电网主要技术问题研究方法探讨 276

第4章 互联电力系统控制 286

1概述 286

1.1正常状态 286

1.2预警状态 286

1.3紧急状态 286

1.4系统崩溃 286

1.5恢复状态 287

2互联电力系统的稳定控制技术 287

2.1互联电力系统稳定控制的重要性 287

2.2互联电力系统稳定控制措施 287

3互联电力系统电压控制 288

3.1互联电力系统电压控制的措施 288

3.2发电机控制调压 289

3.3控制变压器变比调压 289

3.4利用无功功率补偿设备调压 289

3.5利用串联电容器控制调压 289

3.6电力系统电压控制措施的比较 289

3.7基于全局模式的无功电压控制措施 289

3.8无功电压优化控制 290

3.9厂站侧无功电压控制 290

4互联电力系统频率控制 290

4.1电力系统频率和有功功率控制的意义 290

4.2电力系统有功功率平衡 290

4.3电力系统的频率控制 291

4.4互联电力系统的频率控制 291

4.5自动发电控制（AGC） 292

4.6互联电力系统频率异常的控制 292

5互联电力系统的联络线功率控制与保护 293

第5章 大型互联电力系统简介 294

1中国互联电力系统 294

1.1华北电网 294

1.2东北电网 294

1.3华中电网 294

1.4华东电网 294

1.5南方电网 294

1.6西北电网 295

2北美互联电力系统 295

2.1美国东部系统 297

2.2美国西部系统 298

3西欧互联电力系统 299

3.1法国电网 299

3.2德国电网 299

3.3意大利电网 300

4俄罗斯统一电力系统 300

4.1俄罗斯电力系统概述 300

4.2同步电网基本情况（含独联体国家） 301

参考文献 302

第6篇 电力市场 303

第1章 绪论 305

1电力系统发展和电力市场 305

1.1电力系统和电力市场的发展动力 305

1.2电力系统管理方式的改变 306

1.3开放电力市场后电力行业不同环节面临的问题 306

2国际电力市场介绍 307

2.1英国 307

2.2美国 307

2.3北欧 308

2.4澳大利亚 309

2.5各国电力市场重构进程 309

3电力市场的主要领域和技术、经济问题描述 309

3.1电力市场结构和电力交易产品 309

3.2电力市场分析方法 310

3.3市场监管问题 312

4电力市场发展和展望 313

第2章 电力市场基本理论 315

1电力市场运行的理论基础 315

1.1电力市场运行的经济学理论 315

1.2电力系统运行数学优化理论 317

2电力市场中的基本金融分析工具和定价机制 320

2.1电力期货合同和远期合同 320

2.2电力期权合同 320

2.3双边合同／柜台交易（OTC）市场 321

2.4现货市场 321

2.5实时市场 321

2.6金融市场 321

3电力市场中的风险分析 321

3.1电力市场中的风险 321

3.2电力市场中的风险来源 321

3.3电价波动及其风险 322

第3章 电力市场模型与计算方法 323

1电力市场的分类模型、市场设计和技术系统结构 323

1.1电力市场的分类模型 323

1.2电力市场设计 323

1.3电力市场运营系统结构 324

2竞价交易、阻塞调度、可用输电容量的数学方法 324

2.1竞价交易的数学方法 324

2.2阻塞调度的数学方法 325

2.3可用输电容量的数学方法 327

3市场组成、交易模式、市场交易和结算过程 327

3.1市场组成 327

3.2交易模式 328

3.3市场交易与结算过程 329

4电源充裕度、输电规划与输电成本的回收 329

4.1电源充裕度 329

4.2输电规划与输电成本的回收 332

5分层和分级电力市场的关系和协调 334

5.1区域统一电力市场 334

5.2区域共同电力市场 334

5.3国家电力市场 336

6电力市场中市场力的危害与对策 336

6.1市场力与市场力的危害 336

6.2防止市场力作用的策略 337

7电力市场仿真系统 337

7.1电力市场仿真系统的结构 337

7.2电力市场仿真系统的应用实例 337

第4章 电厂运行优化与决策 338

1电厂经济运行 338

2市场需求和价格预测 338

2.1负荷预测 338

2.2电价预测 339

3电厂报价决策方法 339

3.1市场分析 339

3.2电厂报价决策方法 339

3.3电厂报价决策方法实例 340

4报价决策系统 340

第5章 供用电市场 343

1用电负荷及其分类 343

1.1用电负荷 343

1.2用电负荷的分类 343

2供用电市场的分析预测 343

3供电成本分析与电价 344

3.1供电成本 344

3.2供用电电价 344

4供用电市场的运营管理模式 345

4.1垄断经营模式 345

4.2标尺竞争模式 345

4.3配售分开模式 345

5需求侧管理 345

5.1实施需求侧管理的目的 345

5.2需求侧管理技术措施 345

5.3需求侧管理的市场实施方法 346

6配电市场实例 346

第6章 电力市场监管和市场建设 347

1电力市场的建设方案设计和分阶段实施 347

1.1电力市场建设方案的设计 347

1.2对电力市场建设的基本要求 347

1.3电力市场建设方案的基本内容 347

1.4电力市场建设的分阶段实施 348

2对电力市场运营的监管任务和内容 348

3监管模型、指标及其计算方法 349

3.1远期和期货市场监管模型 350

3.2现货市场监管模型 350

4保证系统稳定发展的政策和管理措施 351

第7章 电力市场运营系统的功能要求与实例 352

1电力市场运营系统的设计和技术要求 352

1.1概述 352

1.2功能及技术要求 352

1.3技术特点及发展趋势 353

2电力市场运营系统结构及功能 353

2.1国内外发展综述 353

2.2系统结构 353

2.3系统功能 354

3系统实例 355

3.1总体功能架构 355

3.2系统配置 355

3.3应用软件功能 356

附录：中英文专业名词对照表 357

参考文献 358

第7篇 电力系统可靠性 359

第1章 概述 361

1引言 361

2基本概念 361

2.1可靠性定义 361

2.2充裕性和安全性 361

2.3确定性和概率性分析 361

2.4可靠性评估方法 362

2.5统计评价和预测评估 362

2.6可靠性价值 362

2.7数据统计 362

2.8相关学科 363

3可靠性技术的适用范围 363

3.1可靠性技术的一般应用范围 363

3.2电力系统可靠性技术的应用领域 363

第2章 可靠性数学基础知识 364

1概率分布及应用举例 364

1.1一般可靠性函数 364

1.2二项分布 364

1.3泊松分布 365

1.4正态分布 365

1.5指数分布 365

2系统模拟方法 366

2.1框图法 366

2.2马尔科夫随机过程模拟概念 368

3统计推断概念 369

3.1点估计 369

3.2区间估计 369

3.3示例 370

4蒙特卡罗模拟概念 370

4.1基本原理 370

4.2模拟方法 370

第3章 电力系统可靠性评估 371

1引言 371

2元件失效模型 371

2.1引言 371

2.2元件的可靠性参数 371

2.3元件的可靠性指标 371

2.4独立停运模型 371

2.5相关停运模型 372

3电力系统可靠性评估指标 373

3.1大电网可靠性的测度指标 373

3.2配电网可靠性的测度指标 373

3.3直流输电系统可靠性的测度指标 374

3.4电站电气主接线系统可靠性的测度指标 374

4电力系统可靠性评估模型 374

4.1频率—持续时间法 374

4.2状态枚举法 374

4.3非序贯蒙特卡罗模拟法 375

4.4序贯蒙特卡罗模拟法 375

5可靠性评估的数据要求 376

5.1大电网可靠性评估的数据要求 376

5.2配电网可靠性评估的数据要求 376

5.3直流输电系统可靠性评估的数据要求 376

5.4电站电气主接线系统可靠性评估的数据要求 376

6应用举例 377

6.1发电系统容量停运表的计算算例 377

6.2基于蒙特卡罗模拟的发电系统可靠性评估算例 377

6.3输电系统可靠性评估示例 378

6.4直流输电系统可靠性评估算例 379

6.5配电网可靠性评估算例 380

6.6电站电气主接线可靠性评估算例 381

第4章 电力系统可靠性统计评价 383

1引言 383

2元件可靠性统计评价 383

2.1发电设备可靠性统计评价 383

2.2输变电设施可靠性统计评价 384

2.3配电系统元件可靠性评价 386

3供电系统可靠性统计评价 386

3.1供电可靠性统计对象和单位 386

3.2供电系统停电性质 387

3.3供电系统可靠性的主要评价指标 387

3.4国内外统计数据举例 387

4直流输电可靠性统计评价 388

4.1直流输电可靠性统计评价范围 388

4.2直流输电系统的状态 388

4.3直流输电系统可靠性的主要评价指标 388

4.4国内外统计数据举例 389

5大电网可靠性统计评价 390

第5章 电力系统可靠性管理 391

1引言 391

2可靠性管理的工作内容 392

3可靠性在电力生产管理中的应用 393

3.1可靠性在发电生产中的应用 393

3.2可靠性在输变电生产管理中的应用 393

3.3可靠性在供电生产管理中的应用 393

3.4可靠性在电力生产管理中的应用展望 394

4可靠性准则 394

4.1引言 394

4.2电网可靠性准则举例 395

第6章 电力可靠性技术和管理的发展 396

1可靠性和经济学 396

1.1可靠性成本效益分析 396

1.2电力系统可靠性优化 396

1.3配电网开关优化配置 396

2以可靠性为中心的维修 397

2.1引言 397

2.2定义和特点 397

2.3维修方案比较 398

2.4最低风险维修概念 398

2.5示例 398

3考虑老化失效的设备备用概率分析 399

3.1引言 399

3.2老化失效的影响 399

3.3基于可靠性准则的设备备用分析概念 399

3.4基于概率费用的设备备用分析概念 399

3.5算例 400

4基于可靠性的输电服务 400

4.1市场环境下可靠性的新特点 400

4.2基于可靠性的输电服务定价 400

5运行风险概率评估 401

5.1运行风险概率评估的特点及作用 402

5.2运行风险概率评估的国内外研究现状 402

5.3运行风险概率评估研究的重点 402

6电网在线可靠性技术的应用及发展 403

6.1电网可靠性信息系统 403

6.2电网在线可靠性技术的发展 404

参考文献 405

第8篇 电力系统分析与仿真 407

第1章 绪论 409

1电力系统分析 409

1.1电力系统分析的内容 409

1.2电力系统分析的理论和方法 409

2电力系统仿真 410

2.1电力系统仿真分类 410

2.2电力系统仿真发展历史 411

3电力系统分析和仿真工具 411

3.1电力系统分析应用软件 411

3.2网络分析仪 411

3.3动态模拟 412

3.4数模混合实时仿真装置 412

3.5全数字实时仿真装置 412

4电力系统分析和仿真的进一步发展 412

第2章 电力系统稳态分析 414

1概述 414

2电力网络的数学模型及求解方法 414

2.1节点导纳矩阵 414

2.2变压器及移相器的等值电路 415

2.3节点阻抗矩阵 415

2.4阻抗矩阵的形成 416

2.5线性方程组的高斯消去法和因子表 417

2.6稀疏技术和电力网络节点编号优化 418

3电力系统潮流计算分析 418

3.1潮流计算的数学模型 418

3.2潮流计算的牛顿法 419

3.3潮流计算的P-Q分解法 420

3.4最优潮流的模型及算法 422

4静态安全分析 424

4.1静态安全分析的补偿法 424

4.2静态安全分析的直流潮流法 424

4.3静态安全分析的灵敏度法 425

第3章 电力系统机电暂态过程分析和仿真 427

1概述 427

2电力系统暂态稳定分析和仿真 427

2.1暂态稳定分析的数学模型 427

2.2逐步积分法的仿真计算 428

2.3暂态能量函数法的稳定分析 428

2.4直流输电系统暂态稳定分析数学模型 428

2.5交直流电力系统暂态稳定仿真算例 430

3电力系统小干扰稳定分析和仿真 432

3.1小干扰稳定计算分析方法 432

3.2直流输电系统小干扰稳定分析数学模型 433

3.3交直流电力系统小干扰稳定计算分析算例 434

4电力系统电压稳定分析和仿真 435

4.1电压稳定的定义和分类 435

4.2电压稳定分析方法 436

4.3电压稳定分析和仿真算例 438

5动态安全分析 439

5.1动态安全分析的主要功能 439

5.2对动态安全分析系统的要求 440

5.3在线动态安全分析系统举例 440

第4章 电力系统电磁暂态过程分析和仿真 442

1概述 442

1.1电力系统电磁暂态的研究对象 442

1.2研究目的和应用范围 442

1.3分析与仿真的主要手段和特点 442

2电力系统电磁暂态仿真的数学模型 442

2.1线性电感、电容和电阻的模型 442

2.2分布参数线路模型 443

2.3变压器的仿真方法 444

2.4非线性元件数学模型 444

2.5开关元件模型 445

2.6电源模型 446

2.7控制系统模型 447

3电力系统电磁暂态仿真的计算方法 449

3.1网络的求解与初值问题 449

3.2开关操作的计算方法 449

3.3数值积分方法分析 450

3.4应用多相补偿法求解非线性方程 452

4电力电子装置的仿真 452

4.1可控串联补偿电容器（TCSC）仿真 452

4.2高压直流输电（H VDC）仿真 454

第5章 电力系统长期动态过程分析和仿真 456

1概述 456

2电力系统长期动态过程的数学模型 456

2.1长期动态过程数学建模的考虑 456

2.2火电厂动力系统数学模型 456

2.3水电厂动态模型 458

2.4压水反应堆核电站动态模型 459

2.5自动发电控制（AGC）模型 460

2.6发电厂励磁限制模型 460

2.7变压器分接头自动调整模型 462

3电力系统长期动态过程的仿真算法 463

3.1电力系统全过程仿真 463

3.2刚性系统求解方法的基本问题 463

3.3全过程仿真的数值解法——Gear方法 463

4长过程动态的电力系统全过程仿真算例 466

4.1系统简介 466

4.2全过程动态稳定仿真 467

4.3发电机控制系统模型 467

4.4系统参数 469

第6章 电力系统物理和数字物理混合实时仿真 471

1概述 471

1.1电力系统仿真装置的种类 471

1.2仿真装置的设计原则 471

1.3仿真装置的发展趋势 471

2基于物理模型的动态模拟装置及应用 471

2.1模型系统的构成 471

2.2应用范围 472

3数字和物理混合仿真装置及应用 472

3.1模型系统的构成 472

3.2应用范围 473

4基于数字物理模型的高压直流输电模拟装置及应用 474

4.1模型系统的构成 474

4.2应用范围 475

第7章 电力系统全数字实时仿真 476

1概述 476

2机电暂态过程的并行数字仿真 476

2.1线性方程组并行求解 476

2.2基于端口矩阵求解方法的分网并行潮流计算 477

2.3基于端口矩阵求解方法的分网并行暂态稳定仿真计算 477

2.4大规模互联电力系统机电暂态分网并行仿真算例 478

3电磁暂态过程的并行数字仿真 479

3.1电磁暂态实时仿真并行计算方法 479

3.2电磁暂态分网并行仿真算例 480

4机电暂态和电磁暂态过程混合并行数字仿真 480

4.1机电暂态仿真与电磁暂态仿真接口方法 481

4.2大规模电力系统机电暂态与电磁暂态过程混合并行仿真算例 481

5全数字实时数字仿真装置及其应用 483

5.1基于集群式高性能服务器的电力系统数字实时仿真装置ADPSS 483

5.2继电保护装置及PSS装置试验 484

5.3直流输电控制装置试验 485

参考文献 489

第9篇 电力系统有功功率调整和频率控制 491

第1章 概述 493

1有功功率与频率偏移 493

2电力系统功频静态特性 493

2.1负荷功频特性 493

2.2发电机组功频特性 493

2.3电力系统的综合功频特性 495

3发电有功备用 495

4三级有功频率控制 495

4.1概述 495

4.2一次调频 495

4.3二次调频 496

4.4三次调频 496

5校正控制和紧急控制 496

6电力市场下的有功频率控制 496

第2章 发电厂自动发电控制 498

1水电厂自动发电控制 498

1.1概述 498

1.2水电厂自动发电控制系统 498

1.3水电机组的有功功率调节方式 500

1.4梯级水电厂的有功功率控制方式 501

1.5抽水蓄能电厂自动发电控制系统 501

2火电厂自动发电控制 502

2.1概述 502

2.2燃煤发电机组有功功率的调节能力 502

2.3燃煤发电机组协调控制系统 504

2.4燃煤发电机组的主要调节系统 505

2.5火电厂全厂负荷优化控制系统 508

第3章 电力系统自动发电控制 509

1功能结构 509

2基本原理 509

3互联电力系统的二次调频 510

3.1互联电力系统的控制区和区域控制偏差 510

3.2互联电力系统多区域控制策略的应用与配合 510

3.3多区域的优化控制 512

4AGC中的若干特殊问题 513

4.1电力系统的频率偏差系数 513

4.2ACE滤波 514

4.3控制分区 515

4.4发电机组的控制模式 515

4.5时差修正和无意电量偿还 515

4.6发电机参数测量与运行测试 516

5性能评价标准与参数确定 517

5.1性能评价标准 517

5.2评价标准比较 517

5.3采用CPS评价标准的经济考核 518

5.4发电机组控制性能评价 518

6应用实例 519

6.1控制模式 519

6.2系统结构 519

6.3调度端自动发电控制软件 519

第4章 三次调频 520

1负荷预测 520

2机组组合（UC） 520

2.1机组起动费用模型 520

2.2机组发电费用模型 520

2.3机组组合（UC）的目标函数 520

2.4机组组合（UC）的约束条件 520

2.5机组组合（UC）算法 520

3实时经济调度 521

3.1发电成本特性 521

3.2火电厂厂内负荷经济分配的等微增率准则 522

3.3记及网损的经济调度模型和协调方程式法 522

3.4安全约束经济调度 522

4经济调度的应用 523

4.1短期经济调度（发电计划） 523

4.2实时在线调度 523

5最优潮流（OPF） 523

5.1功能 523

5.2模型 523

5.3算法 524

第5章 有功安全校正控制与紧急控制 526

1校正控制的数学模型和算法 526

1.1数学模型 526

1.2算法 526

1.3应用实例 526

2低频减载、低频解列和高频切机 527

2.1低频减载 527

2.2低频解列 527

2.3高频切机 528

第6章 电力市场中的有功频率控制 529

1辅助服务概述 529

2AGC辅助服务市场 529

2.1AGC服务指标 529

2.2AGC市场交易模式 529

2.3AGC辅助服务市场实例 530

3备用市场 531

3.1备用服务的市场模型 531

3.2备用市场实例 531

参考文献 534

第10篇 电力系统无功补偿和电压控制 535

第1章 概述 537

1电压与无功 537

2电压无功问题研究的发展 537

第2章 电力系统无功功率 539

1无功功率的概念 539

1.1正弦交流电路中的无功功率 539

1.2非正弦交流电路中的无功功率 539

1.3瞬时无功功率理论 540

2无功功率负荷 542

2.1电动机负荷 542

2.2输电线路的无功功率 543

2.3并联电抗器的无功功率 543

2.4变压器的无功功率 543

2.5晶闸管控制电路（直流输电换流站）中的无功功率 543

2.6分布式电源的无功需求 544

3无功功率电源 544

3.1电力系统无功电源构成 544

3.2同步发电机 544

3.3同步调相机 546

3.4并联电容器 547

3.5FACTS装置 547

3.6输电线和电缆中的充电功率 547

4无功功率传输 547

4.1有功功率、无功功率传输和电压降落 547

4.2无功功率传输的困难 548

5无功功率平衡 548

5.1电力系统无功功率平衡 548

5.2配电网无功功率平衡 549

5.3无功备用 550

第3章 电力系统电压 551

1电力系统电压等级 551

1.1电压等级规范 551

1.2电压等级与功率传输能力 551

1.3电压质量及其允许偏差 551

2电力系统电压特性 552

2.1负荷电压静特性 552

2.2传输线中电流、受端电压和功率的关系 553

2.3电力系统的U—P特性 554

2.4电力系统的U—Q特性 554

3电力系统电压调整 555

3.1发电机调压 555

3.2变压器变压比调压 555

3.3并联无功补偿设备调压 555

3.4改变线路参数调压 555

3.5同步调相机调压 556

3.6改变运行方式调压 556

4电力系统电压稳定性 556

4.1电压稳定的概念 556

4.2电压失稳的特征 557

4.3引发电压不稳定的因素 557

4.4功角稳定与电压稳定 558

4.5增强电压稳定性的措施 558

第4章 无功补偿设备及其特性 560

1并联移相电容器 560

1.1基本特性 560

1.2型式、配置和接线 560

1.3并联电容器保护 561

2并联电抗器 561

2.1类型 561

2.2基本特性 561

2.3对中性点小电抗的技术要求 562

3可控并联电抗器 562

3.1基本原理 562

3.2实现方案 562

3.3主要特性 562

3.4功能应用 563

4串联电容补偿装置 563

4.1装置构成 563

4.2应用原理 563

5静止无功补偿装置 564

5.1主要类型与应用 564

5.2TCR型SVC基本原理 564

5.3TCR型SVC主要特性 565

5.4控制策略 565

6可控串联电容补偿装置 565

6.1功能与应用 565

6.2基本工作原理 566

7同步调相机 567

7.1基本原理 567

7.2基本电气特性 567

7.3同步调相机运行 567

7.4同步调相机的使用场合 568

8静止同步补偿器 568

8.1主电路结构 568

8.2基本工作原理 568

8.3控制系统 569

9超导储能装置 570

第5章 电力系统无功补偿 571

1无功补偿的目的 571

2负荷的无功补偿 572

2.1电动机无功就地补偿 572

2.2冶金企业无功补偿 573

2.3电解整流负荷谐波抑制 575

2.4风电场无功补偿与控制 576

3输电系统无功补偿 577

3.1发电机或同步调相机的无功调节 577

3.2变电站母线并联电容器补偿 578

3.3静止无功补偿装置补偿 578

3.4静止同步补偿器补偿 580

3.5并联电抗器补偿 581

3.6可控并联电抗器补偿 581

3.7串联电容器补偿 582

3.8可控串联电容器补偿 583

4无功补偿优化 584

4.1电网无功补偿原则 584

4.2无功补偿设施安装地点及其容量 585

4.3电网无功补偿优化计算 585

4.4配电线路无功补偿 586

4.5配电线路上用户的无功补偿 587

4.6配电变压器随器补偿 587

4.7配电网并联电容补偿应注意事项 588

5无功优化调度 588

5.1发电机有功、无功及电压的关系 588

5.2增强电压稳定的发电调度算法 589

5.3发电调度算法的应用 590

第6章 电力系统无功电压控制 591

1无功电压控制的特点和基本原则 591

2发电机无功电压控制 591

2.1发电机无功电压调整原则 591

2.2发电机高压侧电压控制 591

3负荷点电压控制 593

3.1供电（配电）变电站无功电压综合控制 593

3.2动态电压调节器 594

3.3D-STATCOM 595

3.4低电压减负荷 596

4中枢点电压控制 597

4.1电压中枢点 597

4.2中枢点电压曲线的确定 598

4.3中枢点电压调整方式 598

4.4中枢点无功补偿和控制 598

4.5发电机对中枢点电压的控制 599

4.6OLTC的控制策略 599

5无功电压协调控制 599

5.1三级电压控制模式 599

5.2控制区域划分 600

5.3二级电压控制 600

5.4三级电压控制 601

参考文献 603

第11篇 电力系统稳定性及稳定控制 605

第1章 绪论 607

1现代电力系统的基本特性 607

2电力系统稳定性 607

2.1电力系统稳定性的基本概念 607

2.2电力系统稳定性的分类 608

3功角稳定性 608

3.1小干扰功角稳定 609

3.2暂态稳定 609

4电压稳定 609

4.1静态电压稳定 610

4.2小干扰电压稳定 610

4.3大干扰电压稳定 610

4.4短期电压稳定 610

4.5长期电压稳定 610

4.6电压稳定和功角稳定的区别 610

5频率稳定性 610

6电力系统稳定的其他分类方法 611

第2章 电力系统稳定性分析的数学模型 612

1同步发电机数学模型 612

1.1同步电机的电压和磁链方程 612

1.2同步电机的转子运动方程 613

1.3同步电机的实用模型 613

2励磁系统数学模型 614

2.1励磁系统的功能结构及分类 614

2.2典型励磁系统的数学模型 614

3原动机及调速系统数学模型 616

3.1水轮机及其调速系统的数学模型 616

3.2汽轮机及其调速系统的数学模型 617

4电力网络元件的数学模型 617

4.1输电线路数学模型 617

4.2变压器等值电路及参数 618

5电力系统负荷的数学模型 618

5.1负荷的静态模型 618

5.2负荷的动态模型 619

6高压直流输电系统的数学模型 620

6.1换流器的数学模型 620

6.2调节系统的数学模型 620

6.3直流输电线路数学模型 621

7灵活交流输电装置数学模型 621

第3章 电力系统稳定性分析的数学基础 622

1动力学系统及其稳定性的基本概念 622

1.1非线性系统基本现象 622

1.2微分方程基本定理 622

1.3Lyapunov稳定性定义 623

2电力系统的平衡点计算 623

2.1潮流计算问题的数学模型 623

2.2潮流计算的牛顿法 623

3电力系统稳定性分析概况 624

4电力系统稳定性分析的数值积分方法 624

4.1初值问题的几种数值积分方法 624

4.2微分—代数方程组的求解方法 625

5线性定常系统稳定性的特征分析法 625

5.1特征值和特征向量 625

5.2线性系统的自由运动 625

5.3模态分析 626

6电力系统稳定性分析的Lyapunov方法 626

6.1Lyapunov直接法 626

6.2基于Lyapunov直接法的系统稳定性分析 626

6.3线性定常系统的稳定性分析 627

6.4Lyapunov间接法 627

6.5中心流形定理 627

第4章 电力系统小干扰稳定性 628

1电力系统小干扰稳定性的基本概念 628

1.1局部振荡模式 628

1.2区间振荡模式 628

2单机无穷大电力系统的小干扰稳定性分析 628

2.1具有励磁调节器单机无穷大系统的振荡特性 628

2.2励磁系统对系统振荡的影响 629

3电力系统小干扰稳定性的分析方法 629

3.1电气转矩分析法 629

3.2频域法 629

3.3时域仿真法 629

3.4特征值分析方法 629

4大型电力系统小干扰稳定性的特征值分析 629

4.1系统线性化模型的建立 629

4.2大型电力系统特征值计算方法 630

5电力系统小干扰稳定性的实例 630

5.1多机电力系统小干扰稳定性分析 630

第5章 电力系统暂态稳定性 633

1电力系统暂态稳定性的基本概念 633

1.1电力系统暂态响应过程 633

1.2电力系统暂态稳定性的分析方法 633

2单机无穷大电力系统的暂态稳定性分析 633

2.1电磁功率—功角特性 633

2.2等面积定则 633

2.3极限切除角 634

2.4单机无穷大系统稳定性的简单判定法 634

3多机电力系统暂态稳定性的数值分析方法 634

4电力系统暂态稳定性分析的直接法 634

4.1单机无穷大系统的暂态能量函数 634

4.2多机系统的暂态能量函数 635

4.3相关不稳定平衡点（RUEP）法 635

4.4势能界面（PEBS）法 636

4.5BCU法 636

4.6扩展等面积（EEAC）法 637

4.7基于状态空间的电力系统暂态稳定域分析方法 637

4.8电力系统实用动态安全域分析方法 637

4.9直接法和时域仿真相结合的暂态稳定分析方法 637

5电力系统动态等值 637

6电力系统暂态稳定性的实例 638

6.1系统概况 638

6.2仿真结果 638

第6章 电力系统电压稳定性 640

1电力系统电压稳定的基本概念 640

1.1静态电压稳定的基本概念 640

1.2电压稳定的基本概念 641

2电力系统电压稳定性分析 642

2.1静态电压稳定性分析 642

2.2小干扰电压稳定性分析 643

2.3暂态电压稳定性分析 643

2.4鞍结分岔理论 643

3电力系统电压稳定性与功角稳定性的关系 643

3.1电压稳定性与功角稳定性关系的概念 643

3.2电压稳定性与功角稳定性关系的常用分析方法 644

4电力系统电压稳定性的实例 644

4.1日本东京电力系统1987年7月23日的电压崩溃事故 644

4.2美国西部电网1996年7月2日的电压崩溃事故 644

4.3电压失稳的典型特点 645

第7章 电力系统次同步振荡 646

1电力系统次同步振荡的基本理论 646

1.1电力系统次同步振荡的基本概念及有关定义 646

1.2次同步振荡产生的机理 646

1.3汽轮发电机轴系扭振的模态分析 646

1.4电力系统次同步振荡的主要内容 647

2电力系统次同步振荡的分析方法 648

2.1时域仿真法 648

2.2特征值分析法 648

2.3频率扫描法 648

2.4复转矩系数法 648

2.5机组作用系数法 649

3汽轮发电机轴系与电力系统控制设备间的扭振相互作用 649

3.1直流输电系统的换流器控制与次同步振荡的相互作用 649

3.2电力系统稳定器与SSO控制的相互作用 650

4同步电机的自激问题 650

4.1同步电机自激的形成 650

4.2同步电机自激的判据 650

5电力系统次同步振荡的实例 651

第8章 电力系统中长期稳定性 653

1电力系统中长期稳定性的概念及其特征 653

2电力系统中长期稳定性分析中的元件模型 653

2.1发电厂长期动态模型 653

2.2保护和控制装置 654

3中长期动态仿真的数值计算方法 654

4电力系统中长期稳定性的实例 654

4.1场景描述 654

4.2仿真分析 655

4.3长期电压崩溃 656

第9章 电力系统稳定控制 658

1电力系统小干扰稳定控制 658

1.1利用PSS提高电力系统小干扰稳定性 658

1.2利用SVC附加控制增强小干扰稳定性 658

1.3利用高压直流（HVDC）输电系统提高小干扰稳定性 658

2电力系统暂态稳定控制 658

2.1快速切除故障 658

2.2减小输电系统电抗 658

2.3可调节并联补偿 659

2.4动态电气制动 659

2.5投切电抗器 659

2.6断路器的按相操作 659

2.