電力系統分析

全書共分12章，主要內容有：電力系統的基本概念；電力系統穩態分析各元件特性及建模、簡單和複雜電力系統的潮流計算方法、有功功率平衡和頻率調整、電壓調整和無功補償；電力系統短路故障概述、對稱短路故障和不對稱故障計算原理和方法；發電機及其他動態元件的建模、電力系統穩定性概述、電力系統靜態穩定性和暫態穩定性分析。 ^[1] 

在每章中都安排有與該章內容相關的工程引例和擴展閲讀，並配有相應的習題和自行開發的計算平台，有助於初學者瞭解所學內容的工程背景及發展趨勢，並初步具備利用仿真工具分析電力系統問題的能力。

本書可作為高等學校本科電氣工程及其自動化專業的教學用書，也可作為高職高專相關專業教材，同時可供電力系統行業的工程技術人員參考。 ^[1] 

序

前言

第1章電力系統的基本概念1

1.1電力系統概述1

1.1.1電力系統的形成和發展1

1.1.2現代電力系統3

1.1.3電力系統的基本參量和接線圖4

1.2電力系統運行應滿足的基本要求6

1.2.1電能生產和供應的特點6

1.2.2電力系統運行的基本要求7

1.3電力系統的接線方式9

1.3.1幾種典型接線方式的特點9

1.3.2電氣設備的額定電壓要求10

1.4電力系統分析課程的內容和相關研究工具12

1.4.1電力系統分析課程的定位和主要內容12

1.4.2電力系統研究工具簡介12

小結14

擴展閲讀1.1我國電力系統未來發展的展望14

習題16

第2章電力系統元件特性和數學模型17

【引例】17

2.1交流電路中的功率18

2.1.1單相正弦交流電路的功率18

2.1.2三相正弦交流電路的功率20

2.1.3電功率與電能量的關係22

2.2電力線路的參數和數學模型22

2.2.1電力線路分類和結構特點22

2.2.2架空交流輸電線路的參數25

2.2.3電力線路的數學模型28

2.2.4輸電線路的自然功率31

2.3電力變壓器的參數和等效電路32

2.3.1電力變壓器的等效電路32

2.3.2雙繞組變壓器的參數計算34

2.3.3三繞組變壓器參數計算35

2.3.4變壓器Π形等效電路37

2.4發電機組的穩態運行特性39

2.5負荷的靜態特性和等效模型41

2.5.1負荷的靜態特性41

2.5.2電力系統計算中的負荷等效模型42

2.6電力網絡的數學模型43

2.6.1電力網絡等效電路43

2.6.2標幺制43

2.6.3不同電壓等級電網中各元件參數標幺值的計算46

2.6.4基準值改變時標幺值的換算49

2.6.5標幺值的簡化計算方法49

小結51

擴展閲讀2.1輸電網擴展規劃簡介52

習題53

電力系統分析目錄第3章簡單電力系統的潮流計算與分析54

【引例】54

3.1穩態運行時輸電元件的功率、電壓關係55

3.1.1穩態運行時電力線路的功率、電壓關係55

3.1.2分析電力線路運行狀態的功率圓圖60

3.1.3穩態運行時變壓器的功率、電壓關係62

3.2潮流計算中的功率等效和簡化64

3.3簡單電力網絡的潮流計算與分析65

3.3.1輻射網的潮流計算65

3.3.2簡單環網的潮流計算70

3.3.3兩端供電網的潮流初始分佈計算74

3.4電力網絡潮流的調整控制76

3.4.1潮流調控的必要性76

3.4.2借附加串聯加壓器控制潮流76

3.4.3借柔性交流輸電裝置控制潮流79

小結81

擴展閲讀3.1分佈式電源接入對主動配電網潮流的影響81

擴展閲讀3.2電磁環網的運行問題82

習題83

第4章複雜電力系統的潮流計算方法85

【引例】85

4.1一般電力網絡功率方程86

4.1.1節點電壓方程88

4.1.2網絡結構變化時節點導納矩陣的修改90

4.1.3電力網絡的功率方程和節點類型劃分91

4.2牛頓法潮流計算94

4.2.1求解非線性代數方程的牛頓拉夫遜法94

4.2.2潮流計算的修正方程式97

4.2.3牛頓拉夫遜法潮流計算的基本步驟100

4.3PQ分解法潮流計算102

小結105

擴展閲讀4.1交直流混聯繫統的潮流計算105

擴展閲讀4.2潮流107

擴展閲讀4.3電力系統狀態估計108

習題109

第5章電力系統有功功率平衡和頻率調整112

【引例1】112

【引例2】113

5.1電力系統的有功功率平衡113

5.1.1頻率偏移的起因及其影響113

5.1.2有功負荷變化的分類和平衡對策115

5.1.3有功功率備用容量116

5.2電力系統有功功率的經濟分配117

5.2.1各類發電廠的運行特點與機組組合117

5.2.2電力系統有功負荷在發電機上的分配119

5.3電力系統的頻率調整126

5.3.1電力系統及其元件的功率頻率特性126

5.3.2有功功率不平衡量與頻率偏移的定量關係130

小結136

擴展閲讀5.1電力系統自動發電控制(AGC)137

擴展閲讀5.2防止頻率過度降低的緊急控制—低頻減載138

習題139

第6章電力系統的電壓調整和無功補償141

【引例】141

6.1電力系統電壓調整的必要性142

6.2電力系統電壓調整的定量關係144

6.2.1簡單電力系統中電壓調整的定量關係144

6.2.2複雜電力系統中電壓調整的定量關係145

6.3不同運行方式下調壓控制量的協調147

6.4無功電源的運行特性和調壓控制量計算150

6.4.1無功電源的運行特性150

6.4.2變壓器分接頭計算153

6.4.3無功補償設備的小補償容量計算155

6.4.4調壓措施的綜合運用158

小結158

擴展閲讀6.1電力系統的自動電壓控制（AVC）159

擴展閲讀6.2電壓九區圖控制法160

習題161

第7章電力系統對稱短路電流的計算方法163

【引例】163

7.1電力系統短路故障概述163

7.2電力系統三相短路電流分析166

7.2.1恆定電動勢源電路的三相短路電流分析166

7.2.2同步發電機三相短路電流的主要特點分析168

7.2.3短路衝擊電流和短路電流有效值168

7.3短路電流週期分量初始值計算170

7.3.1短路電流近似計算時的計算條件170

7.3.2簡單電力系統短路電流的計算171

7.3.3複雜電力系統短路電流的計算172

7.4短路電流的計算機計算172

7.4.1等效網絡173

7.4.2基於節點阻抗矩陣的穩態短路電流計算方法174

7.4.3基於節點導納矩陣的穩態短路電流計算方法175

7.4.4輸電線路非端點位置短路時的計算方法176

小結177

擴展閲讀7.1大電網短路電流超標問題177

習題178

第8章電力系統不對稱故障的分析和計算181

【引例】181

8.1對稱分量法的基本原理182

8.1.1同頻率三

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