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第1章 电力系统安全稳定的概念和准则1

1.1 引言1

1.2 电力系统的可靠性、安全性和稳定性1

1.2.1 电力系统可靠性1

1.2.2 电力系统运行状态和安全性2

1.2.3 电力系统稳定性4

1.3 电力系统的扰动和紧急控制7

1.3.1 电力系统的扰动7

1.3.2 系统扰动的发展和扩大8

1.3.3 紧急控制的作用和类型9

1.3.4 紧急控制的构成原理11

1.4 电力系统的安全准则12

1.4.1 概述12

1.4.2 我国电力系统的安全准则13

1.4.3 原苏联电力系统的安全准则14

1.4.4 北美电力系统的安全准则16

1.4.5 北欧联合电力系统的安全准则17

1.4.6 西欧联合电力系统的安全准则17

2.2 电力系统的数学模型及参数20

2.1 引言20

第2章 电力系统分析和控制理论简介20

2.2.1 同步发电机和同步调相机21

2.2.2 励磁系统及调节器24

2.2.3 原动机及调速器27

2.2.4 负荷28

2.2.5 电力网络模型34

2.2.6 电力系统模型的一般形式34

2.3 电力系统分析简述36

2.3.1 电力系统分析的内容和方法36

2.3.2 电力系统稳态分析计算37

2.3.3 动态分析的时域仿真法40

2.3.4 稳定分析的直接法42

2.3.5 线性系统（小扰动）动态分析42

2.4 自动控制理论简述50

2.4.1 古典控制理论50

2.4.2 现代控制理论51

2.4.3 控制理论的发展52

第3章 静态和暂态稳定及其控制（上）56

3.1 引言56

3.2.1 静态非周期稳定分析57

3.2 简单系统稳定分析方法57

3.2.2 暂态稳定分析62

3.3 提高静态非周期稳定性的控制67

3.3.1 概述67

3.3.2 规划设计中提高静态稳定性的措施67

3.3.3 提高静态稳定性的预防控制68

3.3.4 保持事故后静态稳定的紧急控制70

3.4 提高暂态稳定性的控制72

3.4.1 概述72

3.4.2 暂态稳定控制措施及效果73

3.4.3 单一扰动过程的稳定控制决策77

3.4.4 多次扰动过程的稳定控制决策79

3.5 简单系统稳定控制的应用84

3.5.1 我国简单系统稳定控制概况84

3.5.2 日本东京系统抽水蓄能机组稳定控制85

第4章 静态和暂态稳定及其控制（下）90

4.1 引言90

4.2 复杂系统稳定分析方法90

4.2.1 概述90

4.2.2 复杂系统静态非周期稳定91

4.2.3 多机系统直接法暂态稳定分析92

4.2.4 扩展等面积准则暂态稳定分析96

4.2.5 模式识别和人工神经元网络稳定分析100

4.3 复杂系统稳定控制决策106

4.3.1 一般决策方式106

4.3.2 集中式稳定控制决策方式106

4.4 我国复杂系统的稳定控制108

4.4.1 离线决策稳定控制系统108

4.4.2 在线准实时决策稳定控制系统112

4.5.1 俄罗斯电网设计院的集中稳定控制系统114

4.5 俄罗斯复杂系统的稳定控制114

4.5.2 俄罗斯直流研究院的自适应控制系统116

第5章 振荡稳定及其控制123

5.1 引言123

5.2 电力系统振荡概况123

5.2.1 电力系统振荡类型123

5.2.2 电力系统的机电振荡特性124

5.2.3 电力系统中的参数谐振125

5.3 低频振荡及系统稳定器127

5.3.1 考虑励磁变化的系统线性化模型127

5.3.2 发电机转子绕组及励磁对低频振荡的影响130

5.3.3 采用系统稳定器抑制低频振荡133

5.3.4 多机系统的低频振荡及稳定器135

5.4 原苏联的强作用式励磁调节器137

5.4.1 概述137

5.4.2 简单系统强作用式励磁调节器参数选择139

5.4.3 复杂系统强作用式励磁调节器参数选择140

5.4.4 大扰动时自动励磁调节器的作用142

5.5 励磁系统线性最优控制143

5.5.1 线性最优控制的基本原理143

5.4.5 强作用式励磁调节器其他参数的选择143

5.5.2 励磁系统最优控制量的确定145

5.5.3 关于线性最优控制系统若干问题148

5.6 励磁系统非线性控制149

5.6.1 概述149

5.6.2 非线性励磁控制设计149

5.6.3 非线性励磁控制的实施和效果151

第6章 频率异常及其控制153

6.1 引言153

6.2 频率偏离额定值的允许限度153

6.3.1 概述160

6.3 电力系统的频率特性160

6.3.2 频率的静态特性161

6.3.3 频率的动态特性165

6.3.4 频率崩溃168

6.3.5 特殊运行情况下的频率特性169

6.4 限制频率异常下降的控制175

6.4.1 基本要求175

6.4.2 我国电力系统频率紧急控制176

6.4.3 俄罗斯电力系统频率紧急控制178

6.4.4 日本电力系统频率紧急控制182

6.4.5 美国电力系统频率紧急控制186

6.5 限制频率异常升高的控制187

6.5.1 限制水轮机超速引起频率过高的控制187

6.5.2 俄罗斯电网设计院的限制频率异常升高控制装置188

第7章 电压异常及其控制192

7.1 引言192

7.2 电力系统的电压稳定性192

7.2.1 概述192

7.2.2 简单系统的电压稳定性194

7.2.3 多机复杂系统的电压稳定性197

7.3 防止电压稳定破坏的控制198

7.3.1 概述198

7.3.2 电压和无功功率的一级控制199

7.3.3 电压和无功功率的二级控制203

7.3.4 无功功率电源的规划设计208

7.4 系统过电压及其控制211

7.4.1 概述211

7.4.2 超高压电网的工频过电压212

7.4.3 超高压电网的谐振过电压215

7.4.4 限制过电压的控制措施217

第8章 异步运行状态及其控制221

8.1 引言221

8.2 异步运行状态的特性221

8.2.1 两机系统稳态异步运行特性221

8.2.2 多机复杂系统异步运行特性226

8.2.3 异步运行的暂态特性及再同步229

8.3 消除异步状态的控制232

8.3.1 概述232

8.3.2 异步状态检测装置动作原理233

8.3.3 恢复再同步的控制237

8.3.4 系统解列控制241

第9章 紧急控制系统的配置和构成246

9.1 引言246

9.2 紧急控制系统的配置246

9.2.1 概述246

9.2.2 稳定控制装置的配置247

9.2.3 集中和分层控制系统249

9.3 紧急控制系统的构成250

9.3.1 概述250

9.3.2 起动装置251

9.3.3 控制作用确定装置253

9.3.4 执行装置254

9.4 紧急控制系统配置举例257

9.4.1 俄罗斯某500kV环形电网的紧急控制系统257

9.4.2 美国BPA电网的紧急控制系统259

9.5 紧急控制系统的运行经验261

附录A 多机动态系统的特征根分析264

附录B 应用微分几何法实现励磁系统非线性控制271

附录C 电压崩溃事故示例280

参考文献284