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| 內容簡介： |
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本书为“十三五”国家重点出版物出版规划项目——卓越工程能力培养与工程教育专业认证系列规划教材之一。全书共分10章，主要内容包括绪论、电力系统计算基础知识、电力系统潮流计算、电力系统分析方法及应用、电力系统状态估计、电力系统静态安全分析、电力系统故障分析、电力系统元件模型、电力系统小干扰稳定分析、电力系统暂态稳定分析。本书主要作为高等院校电气工程及其自动化专业的研究生教材，也可作为本科高年级学生教学用书，还可作为从事电力系统运行、规划设计的工程技术人员或科研人员的参考书。
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序前言第1章绪论11.1电力系统发展概述11.2现代电力系统21.2.1现代电力系统特征和挑战21.2.2现代电力系统分析理论与方法51.3本书的主要内容9第2章电力系统计算基础知识112.1概述112.2图论的基本知识112.2.1图论的术语和定义112.2.2图的矩阵表示132.2.3矩阵形式的基尔霍夫定律162.3电力网络方程182.3.1节点电压方程和回路电流方程182.3.2节点导纳矩阵192.4线性方程组的解法272.4.1高斯消去法282.4.2因子表法312.4.3三角分解法342.5电力网络求解的稀疏技术362.5.1稀疏存储技术372.5.2稀疏求解技术412.6节点优化编号452.7大型电力网络的分块计算502.7.1节点分裂法512.7.2支路切割法522.7.3大规模电网的分解协调并行计算方法532.8常微分方程的数值解法552.8.1欧拉法562.8.2改进欧拉法572.8.3龙格库塔法582.8.4隐式积分法582.9本章小结59现代电力系统分析目录第3章电力系统潮流计算603.1概述603.2潮流计算的数学模型613.2.1潮流方程613.2.2潮流计算的定解条件653.2.3潮流计算的约束条件663.3经典电力系统潮流计算方法663.3.1高斯赛德尔法673.3.2牛顿拉夫逊法683.3.3快速解耦算法733.3.4潮流计算方法的比较763.4交直流混联系统潮流计算773.4.1交直流潮流计算方程783.4.2交直流潮流的统一算法803.4.3交直流潮流的顺序算法823.5含FACTS元件的电力系统潮流计算823.5.1FACTS元件模型833.5.2含FACTS元件的电力系统潮流计算863.6几种特殊性质的潮流算法903.6.1直流潮流903.6.2随机潮流913.6.3三相潮流923.6.4谐波潮流923.7本章小结93第4章电力系统分析方法及应用944.1概述944.2灵敏度分析方法944.2.1灵敏度分析的基本方法954.2.2灵敏度分析方法在电力系统中的应用984.2.3分布因子分析的基本方法994.2.4分布因子在电力系统中的应用1034.3化潮流算法1054.3.1潮流的数学模型1064.3.2潮流的简化梯度算法1074.3.3潮流的内点法1104.3.4潮流在电力系统中的应用1144.4电力系统静态等值1184.4.1电力系统静态等值的基本概念1184.4.2Ward等值1204.4.3REI等值1234.5本章小结125第5章电力系统状态估计1265.1概述1265.2状态估计的基本概念1265.2.1估计1265.2.2电力系统量测方程1285.2.3状态估计与潮流计算的区别1305.2.4电力系统状态估计流程1305.3系统的可观测性分析1325.3.1数值法1325.3.2拓扑法1335.3.3混合法1355.4小二乘状态估计1355.5支路潮流状态估计1385.5.1数学模型1385.5.2算法特点1415.6不良数据的检测与辨识1425.6.1不良数据检测1425.6.2不良数据辨识1475.7本章小结151第6章电力系统静态安全分析1526.1概述1526.2电力系统运行状态1536.3静态安全分析的支路开断模拟1546.3.1直流法1546.3.2补偿法1586.3.3灵敏度分析法1616.4静态安全分析的发电机开断模拟1656.4.1方法原理1656.4.2结合解耦潮流算法的发电机开断1676.4.3考虑外部等值1676.5预想事故的自动筛选1686.5.1评价事故的行为指标1696.5.2预想事故的自动筛选方法1696.6本章小结170第7章电力系统故障分析1717.1概述1717.2简单不对称故障计算1717.2.1对称分量法1717.2.2简单故障的再分析1747.3复杂故障计算1797.3.1用于故障分析的两端口网络1797.3.2双重故障计算1827.3.3多重故障计算1877.4本章小结188第8章电力系统元件模型1898.1发电机模型1898.1.1理想电机1898.1.2abc坐标系统下的基本方程1908.1.3dq0坐标系统下的基本方程1918.1.4用标幺值表示的同步电机方程1938.1.5用电机参数表示的同步电机方程1968.1.6同步电机实用模型1998.2励磁系统数学模型2018.2.1励磁机的数学模型2028.2.2典型励磁系统模型2068.2.3电力系统稳定器2088.3原动机及调速器数学模型2088.3.1水轮机及其调速系统模型2088.3.2汽轮机及其调速系统模型2118.4负荷模型2148.4.1负荷静态特性模型2148.4.2负荷动态特性模型2158.5高压直流输电系统的数学模型2178.5.1直流输电的稳态模型2178.5.2直流系统的基本调节方式2238.5.3直流控制系统模型2258.6双馈风电机组模型2258.6.1双馈风电机组详细模型2258.6.2双馈风电机组平均模型2298.7本章小结231第9章电力系统小干扰稳定分析2329.1特征分析法2329.1.1特征值和特征向量2339.1.2动态系统的自由运动2349.1.3主要术语介绍2359.2单机无穷大系统的小干扰稳定分析2389.2.1发电机采用经典二阶模型时的系统小干扰分析2389.2.2发电机采用三阶实用模型时的系统小干扰分析2419.3多机系统的小干扰分析2509.3.1电力系统的线性化模型2509.3.2全系统线性化方程组的形成2579.3.3小干扰稳定的分析方法介绍2589.4交直流混联电力系统小干扰分析的研究动向2639.5本章小结265第10章电力系统暂态稳定分析26610.1暂态稳定分析的时域仿真法26710.1.1全系统数学模型26710.1.2微分方程组和代数方程组的求解方法26810.1.3暂态稳定分析的一般过程26910.1.4发电机节点的处理和机网接口计算27110.1.5负荷节点处理27510.1.6网络操作及故障的处理27610.1.7暂态稳定分析数值解的计算过程27910.2电力系统直接法暂态稳定分析28210.2.1直接法的简单概念28210.2.2单机无穷大系统的直接法暂态稳定分析28410.2.3多机系统直接法暂态稳定分析28610.3本章小结290参考文献291
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前言近30年来是我国电力工业高速发展的时期。2014年，习近平总书记提出“四个革命、一个合作”（能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命和能源体制革命，全方位加强国际合作）的能源发展战略。我国电力工业进入了全球能源转型背景下的新发展阶段，由高速增长向高质量发展转型。电力行业按照高质量发展的根本要求，加大电力结构调整力度，继续加快清洁能源发展，促进跨区跨省送电，推进清洁能源大范围优化配置，推进终端能源电气化利用水平；深化电力体制改革，大力推进电力市场建设，推动电力科技创新；进一步加强绿色发展，积极应对气候变化；不断扩大“一带一路”电力国际合作，持续构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系。今天，电力系统及相关学科的迅猛发展对电力系统分析的理论和研究方法产生了深刻影响；其发展已经与计算机信息技术的应用和发展融为一体，密不可分。电力电子技术在电力系统中的大量应用为电力系统提供了更快速、更准确、更柔性化的控制手段，丰富了电力系统调控手段。这些都需要人们对现代电力系统分析的理论、模型和算法进一步研究和完善。本书以电力调度中电力系统分析高级应用为框架，以计算机为工具，以相应数学理论方法为基础，简明介绍已经很成熟且广泛应用的基本理论和方法，包括电力系统网络分析方法、电力系统模型、电力系统稳态、暂态分析方法和电力系统状态估计，全书共分为10章。第1章为绪论，归纳了现代电力系统的基本特征和发展方向，概括了现代电力系统分析的理论和方法的发展与特点。第2章为电力系统计算基础知识，介绍了图论的基本知识、电力网络方程的建立、线性方程组的解法、常微分方程的数值解法，以及电力网络求解的稀疏技术、分块计算技术。第3章为电力系统潮流计算，首先介绍电力系统常规潮流计算的数学模型和经典潮流计算方法，然后介绍交直流混联系统和含FACTS元件电力系统的潮流计算。后简要介绍几种实际应用中的特殊潮流算法。第4章为电力系统分析方法及应用，介绍广泛应用于电力系统稳态分析、运行和控制中的分析方法，包括灵敏度分析、潮流和电力系统静态等值三种为常用的分析方法。第5章为电力系统状态估计，介绍电力系统状态估计的基础知识，包括状态估计的基本概念、方法及实现，以及支路潮流状态估计和不良数据的检测与辨识。第6章为电力系统静态安全分析，重点介绍较成熟且在实际系统中已有应用的电力系统静态安全分析方法。第7章为电力系统故障分析，重点介绍短路和断线故障的通用复合序网以及用于故障分析的两端口网络方程。第8章为电力系统元件模型，重点讨论同步发电机组、电力负荷的动态特性及数学模型。另外，本章对直流系统的工作原理、数学模型和控制方式进行较详细的讨论。第9章为电力系统小干扰稳定分析，首先介绍用于小干扰稳定问题的特征分析法，然后分别就单机无穷大系统和多机系统进行小干扰稳定分析。第10章为电力系统暂态稳定分析，介绍基于时域仿真法的暂态稳定分析和暂态稳定直接法。本书由顾丹珍、黄海涛和李晓露老师合作编写。李晓露老师编写第2章、第5~7章，黄海涛老师编写第3、4章，顾丹珍老师编写其余章节并负责全书统稿。在本书编写过程中得到了上海电力大学电气工程学院的支持，在此表示衷心的感谢，同时对本书所列参考书目的各位作者表示感谢。由于编者水平有限，再加上编写时间仓促，书中不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。编者
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