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第一篇 潮流计算——电力系统分析的基础 2

引言 2

第1章 潮流方程的含义及圆方程的应用 4

1.1 潮流方程的含义 4

1.2 圆方程的应用 6

1.3 小结 9

第2章 电力网络方程的前处理过程 10

2.1 因子表法 10

2.2 稀疏技术——稀疏向量法 10

2.3 节点编号优化方法 11

第3章 N-R法在潮流计算中的应用 16

3.1 N-R法的原理 16

3.2 N-R法的特点 17

3.3 N-R法的局限性 17

3.4 定雅克比矩阵法潮流计算 18

3.5 保留非线性的潮流计算方法 21

第4章 PQ分解法在潮流计算中的应用 25

4.1 PQ分解法 25

4.2 配电网潮流计算 26

4.3 小结 27

第5章 带二阶项的潮流计算 28

5.1 带二阶项潮流算法提出的背景 28

5.2 二阶潮流算法的提出 28

5.3 二阶潮流计算数学模型 28

5.4 二阶算法的改进 31

5.5 二阶潮流算法的应用 31

5.6 小结 31

第6章 含直流输电与柔性输电的电力系统潮流计算 32

6.1 概述 32

6.2 交直流混合电力系统潮流计算 33

6.3 含FACTS元件的潮流计算 38

第7章 含分布式电源的配电网潮流计算 42

7.1 含分布式电源的配电网潮流计算的背景 42

7.2 传统配电网的潮流计算 42

7.3 DG并网的接口 44

7.4 DG在潮流计算中的模型 44

7.5 改进的前推回推法 46

7.6 小结 48

参考文献 49

第二篇 最优潮流 52

引言 52

第1章 最优潮流简介 53

1.1 最优潮流的概述 53

1.2 最优潮流的目标函数 54

1.3 最优潮流的约束条件 55

1.4 最优潮流的求解算法概述 56

1.5 小结 58

第2章 内点法与外点法 59

2.1 内点法、外点法及其在最优潮流中的算法 59

2.2 算例分析及注意问题 62

2.3 内点法的优点和局限 65

2.4 小结 65

第3章 线性规划法 66

3.1 线性规划法的提出 66

3.2 线性规划法的发展 66

3.3 最优潮流的线性规划模型和解算步骤 66

3.4 线性模型的求解——原对偶路径跟踪法 70

3.5 算例分析 71

3.6 小结 73

第4章 非线性规划 74

4.1 非线性模型求解概述 74

4.2 原对偶非线性变尺度优化潮流算法 74

4.3 GPDNR-OPF算法 76

4.4 算例仿真 77

4.5 小结 79

第5章 二次规划 80

5.1 二次规划算法的提出 80

5.2 二次规划算法的特点 80

5.3 二次规划的模型 80

5.4 基于网络分块的分解协调模型 80

5.5 基于辅助问题原理的并行优化 81

5.6 子系统优化问题的序列二次规划法求解 82

5.7 算例 83

5.8 小结 84

第6章 人工智能算法 85

6.1 人工智能算法提出的背景 85

6.2 典型人工智能算法简介 85

6.3 遗传算法及其应用 89

6.4 小结 96

第7章 混合规划法 97

7.1 混合规划法的概念与关键 97

7.2 混合规划法的优势 97

7.3 混合规划法的研究现状 98

7.4 混合规划法研究案例一 98

7.5 混合规划法研究案例二 100

7.6 混合规划法研究案例三 103

7.7 小结 105

第8章 最优潮流的应用 106

8.1 最优潮流在电力市场中的应用 106

8.2 最优潮流的新应用 106

参考文献 109

第三篇 连续潮流 112

引言 112

第1章 绪论 113

1.1 静态电压稳定分析 114

1.2 静态安全分析方法简介 116

1.3 小结 118

第2章 连续潮流模型及算法 119

2.1 连续潮流法数学基础 119

2.2 连续潮流模型分类 119

2.3 连续潮流计算步骤 120

第3章 连续潮流算法改进 125

3.1 预测过程的改进 125

3.2 步长算法的改进 126

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 129

3.4 其他改进算法简介 130

3.5 小结 131

第4章 电力系统约束对静态电压稳定的影响 132

4.1 节点类型转换机制 132

4.2 基于连续潮流的静态电压稳定极限求取方法 134

4.3 算例分析 140

4.4 小结 144

第5章 连续潮流的应用 145

5.1 连续潮流的应用范围 145

5.2 连续潮流在电压稳定中的应用 145

5.3 连续潮流在可用输电能力中的应用 149

总结 151

参考文献 152

第四篇 静态安全分析 154

引言 154

第1章 静态安全分析的补偿法 155

1.1 网络单一开断的补偿法潮流计算 155

1.2 网络同时出现两处或多处断线的补偿法潮流计算 157

1.3 计算实例 157

1.4 对补偿法的评价 157

第2章 静态安全分析的直流法 158

2.1 直接潮流模型 158

2.2 直流潮流断线分析 159

2.3 直流法的优缺点 163

2.4 N—1校验与故障排序方法 163

2.5 直流法应用与改进 166

第3章 静态安全分析的灵敏度法 168

3.1 基本原理 168

3.2 节点注入功率的增量 169

3.3 算法的实现 172

第4章 传统方法对比及算例 173

4.1 静态安全分析传统算法方法对比 173

4.2 静态安全分析具体算例分析 174

总结 177

参考文献 178

第五篇 电力系统建模 180

引言 180

第1章 概述 181

1.1 电力系统模型建立的意义 181

1.2 电力系统建模研究的历程 181

1.3 电力系统建模研究的基本途径 182

1.4 小结 182

第2章 同步电机的模型建立 183

2.1 同步电机模型的历史背景 183

2.2 同步电机模型的建立过程 183

2.3 同步电机实用模型 186

2.4 同步电机参数辨识 189

2.5 小结 190

第3章 原动机及调速系统的数学模型 191

3.1 水轮机和汽轮机建模 191

3.2 调速器模型 194

3.3 展望 195

第4章 发电机励磁系统的模型建立 196

4.1 励磁系统的数学模型 196

4.2 完整的励磁系统数学模型 199

4.3 励磁系统的辨识方法 200

4.4 小结 201

第5章 负荷模型及其参数获取方法 202

5.1 引言 202

5.2 负荷模型 202

5.3 负荷模型参数获取方法 207

5.4 小结 211

第6章 输电线路的模型建立 212

6.1 输电线路模型的研究背景 212

6.2 输电线路模型的基本原理 212

6.3 小结 215

第7章 电力电子元件建模 216

7.1 概述 216

7.2 非线性系统的稳定分析方法 220

7.3 电力电子元件的详细模型 228

7.4 IGBT参数辨识智能优化算法的应用及改进 244

总结 251

参考文献 252

第六篇 小干扰稳定分析 258

引言 258

第1章 电力系统小干扰稳定基础 259

1.1 电力系统小干扰稳定性简介 259

1.2 单机无穷大系统小干扰稳定性分析 259

第2章 电力系统低频振荡 265

2.1 低频振荡研究的意义 265

2.2 低频振荡的机理 265

2.3 低频振荡分析方法 267

2.4 低频振荡的抑制方法 268

2.5 电力系统发生振荡的处理方式 269

第3章 小干扰稳定在有功优化调度中的应用 270

3.1 传统有功优化调度模型 270

3.2 小干扰稳定约束的处理 270

3.3 线性化的传统有功优化调度模型 271

3.4 小干扰稳定约束的线性化 271

3.5 小结 272

第4章 小干扰稳定在风电机网扭振研究中的应用 273

4.1 次同步谐振 273

4.2 风电机组轴系数学模型 273

4.3 定速异步风电机组数学模型 277

4.4 机网扭振相互作用的小干扰稳定分析 282

4.5 小结 283

参考文献 284

第七篇 坐标变换及其在电力系统中的应用 286

引言 286

第1章 Park变换、Clarke变换及对称分量法 287

1.1 Park变换及其原理 287

1.2 电机方程结合Park变换 287

1.3 Clarke变换 289

1.4 Clarke变换与Park变换的联系 290

1.5 对称分量法的应用 290

第2章 Park与Clarke公式推导 292

2.1 电力系统abc三相坐标系 292

2.2 Clark变换 292

2.3 Park变换 294

第3章 Park和Clarke变换应用 296

3.1 Park变换与畸变圆的应用 296

3.2 Clarke矢量图形识别 297

3.3 Clarke矢量图形识别法应用 297

3.4 频谱分析、灵敏因子 298

3.5 Park＆Clarke变换在电机矢量控制中的应用 299

第4章 小波变换及其应用 301

4.1 前言 301

4.2 小波变换理论推导 301

4.3 小波变换及其基本性质 303

4.4 小波变换在电力系统中的应用 304

第5章 Fourier变换及其在电力系统中的应用 311

5.1 傅里叶变换的本质 311

5.2 短时傅里叶变换 311

5.3 基于Fourier变换的频谱分析 312

5.4 傅里叶变换在谐波分析中的应用 313

总结 314

参考文献 315

第八篇 不对称故障的分析方法 318

引言 318

第1章 简单不对称故障分析 319

1.1 概述 319

1.2 不对称故障分析 319

1.3 电力系统元件的序参数 324

1.4 电力系统零序网络及零序导纳矩阵 328

1.5 对称分量法计算不对称短路的方法 330

1.6 对称分量法不对称断线故障分析 334

1.7 小结 335

第2章 电力系统复杂故障分析 336

2.1 前言 336

2.2 双端口网络的端口参数方程 336

2.3 两种端口参数方程的形式 339

2.4 电力系统双重故障分析 342

2.5 N重复故障的计算 350

2.6 多端口网络故障分析方法的改进算法 352

2.7 小结 355

第3章 不对称故障分析的其他方法 356

3.1 前言 356

3.2 相分量法 356

3.3 瞬时对称分量法 359

3.4 小结 361

第4章 不对称故障时系统中各电气量值的分布 362

4.1 前言 362

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 362

4.3 单侧电源不对称短路时各相电压沿线路的分布情况 367

4.4 小结 370

总结 371

参考文献 372

第九篇 电力系统暂态分析基础 374

引言 374

第1章 数值计算法 376

1.1 暂态稳定的数学模型 376

1.2 常用的数值计算法 377

1.3 算例分析 379

第2章 直接法 382

2.1 电力系统经典模型 382

2.2 多机系统的暂态能量函数 383

2.3 临界能量的求取 385

2.4 算例分析 387

2.5 直接法的优缺点 388

第3章 简单模型下的暂态稳定分析 390

3.1 初值计算 390

3.2 用直接法求解网络方程 391

3.3 用改进欧拉法求解微分方程 392

第4章 暂态稳定计算的在线应用 394

4.1 快速数值积分法 394

4.2 紧急扩展等面积法则 397

第5章 鱼形曲线 400

5.1 类比模型介绍 400

5.2 电力系统模型介绍 401

5.3 暂态能量方程 402

5.4 鱼形曲线 403

总结 406

参考文献 407