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第1章 概述1

1.1 稳定问题的提出和研究内容1

1.1.1 电力系统联网的效益1

1.1.2 电力系统稳定问题的提出2

1.1.3 稳定研究的内容3

1.2 电力系统稳定的基本概念4

1.2.1 电力系统运行的稳定性4

1.2.2 电力系统稳定问题的概念和分类5

1.3 电力系统稳定研究的对象和方法9

第2章 电力系统的主要元件特性11

2.1 同步发电机的机电特性11

2.1.1 同步发电机转子运动方程11

2.1.2 发电机惯性时间常数14

2.1.3 发电机的电磁转矩和功角方程16

2.1.4 转子绕组的电磁暂态过程及方程32

2.2 同步发电机的阻尼特性33

2.3 发电机自动励磁调节系统35

2.3.1 励磁系统的作用35

2.3.2 主励磁系统36

2.3.3 自动励磁调节系统40

2.4 发电机自动调速系统42

2.4.1 原动机特性42

2.4.2 自动调速装置44

2.5 负荷特性48

2.5.1 考虑机械暂态过程时异步电动机的动态特性49

2.5.2 考虑机电暂态过程时异步电动机的动态特性51

2.5.3 典型综合负荷的描述形式52

2.5.4 负荷的静态特性53

练习题55

第3章 电力系统静态稳定57

3.1 静态稳定的基本概念57

3.2 单机无穷大系统静态稳定57

3.2.1 理想情况分析57

3.2.2 单机无穷大系统的特征根分析法64

3.3 调节装置对静态稳定的影响70

3.3.1 不连续调节励磁对静态稳定的影响71

3.3.2 自动连续励磁调节对静态稳定的影响73

3.3.3 自动调速系统对静态稳定的影响93

3.4 复杂系统的静态稳定性95

3.4.1 两机系统的静态稳定性分析95

3.4.2 多机系统的静态稳定性分析99

3.5 负荷的静态稳定性103

3.5.1 异步电动机的转矩-滑差特性分析103

3.5.2 异步电动机的无功-电压特性分析104

3.6 提高静态稳定的措施106

3.6.1 采用先进的自动励磁调节系统106

3.6.2 减少系统元件的电抗106

3.6.3 改善系统网络结构和维持电压的能力107

练习题108

第4章 电力系统暂态稳定109

4.1 暂态稳定的基本概念109

4.2 单机无穷大系统的暂态稳定性111

4.2.1 单机无穷大系统扰动前后的功率特性111

4.2.2 暂态稳定过程的物理过程分析113

4.2.3 等面积定则116

4.2.4 转子运动方程的求解121

4.3 自动调节系统对暂态稳定性的影响125

4.3.1 自动励磁调节系统的影响125

4.3.2 考虑励磁调节装置作用时的暂态稳定分析126

4.3.3 自动调速装置的作用127

4.4 复杂系统暂态稳定计算128

4.4.1 求解方法129

4.4.2 系统模型130

4.4.3 算法实现134

4.5 提高暂态稳定性的措施135

练习题137

第5章 电力系统暂态稳定分析的直接法138

5.1 引言138

5.2 单机无穷大系统的直接法分析141

5.2.1 问题描述141

5.2.2 单机无穷大系统的稳定域142

5.2.3 能量函数方法145

5.2.4 能量函数法的保守性148

5.3 直接法在多机电力系统中的应用152

5.3.1 多机电力系统中的能量函数152

5.3.2 PEBS方法155

5.3.3 BCU方法157

5.3.4 稳定边界的二次曲面近似方法158

5.3.5 其他方法160

第6章 电力系统电压稳定161

6.1 电力系统电压稳定性的基本概念161

6.2 电力系统电压稳定性的分析方法162

6.2.1 静态电压稳定分析的基本方法162

6.2.2 临界功率与电压崩溃168

6.3 电力系统电压稳定性防治措施177

第7章 电力系统频率稳定180

7.1 引言180

7.2 电力系统频率的基本概念181

7.2.1 传统的信号频率定义181

7.2.2 电力系统中的频率概念182

7.3 电力系统频率调整184

7.3.1 发电机功率频率静态特性184

7.3.2 负荷频率静态特性185

7.3.3 电力系统的频率调整186

7.4 电力系统频率动态过程分析188

7.4.1 单机模型下的频率动态过程分析188

7.4.2 两机系统频率动态过程的分析191

7.4.3 多机系统频率动态过程的分析194

7.5 频率紧急控制199

7.5.1 电力系统紧急控制的概念199

7.5.2 低频减载方案及其动作效果200

附录A 稳定性分析的数学基础205

A.1 常微分方程组205

A.1.1 常微分方程组解的性质205

A.1.2 常微分方程组的数值解法206

A.2 动力系统的基本知识208

A.2.1 自治系统与非自治系统208

A.2.2 平衡点、不变集、极限集209

A.2.3 非线性自治系统在平衡点处的线性化处理210

A.3 稳定性的基本概念212

A.3.1 自治系统零解的稳定性213

A.3.2 线性系统的稳定性214

A.4 非线性动力系统的稳定域理论216

A.4.1 自治系统平衡点的分类216

A.4.2 稳定流形、不稳定流形和稳定域217

A.4.3 李雅普诺夫函数和能量函数218

A.4.4 稳定域的拓扑结构219

参考文献221