电力系统低频功率振荡模式分析理论与方法

《电力系统低频功率振荡模式分析理论与方法》，出版单位： 科学出版社 ，出版时间： 2017年03月 ，著 者： 杜文娟，王海风 。

科学出版社是中国最大的综合性科技出版机构，由前中国科学院编译局与1930年代创建的有较大影响的龙门联合书局合并而来。科学出版社比邻皇城根遗址公园，是一个历史悠久、力量雄厚，以出版学术书刊为主的开放式出版社。

目录

内容简介

电力系统低频振荡严重时会危害到系统的安全稳定运行，是一个长期未得到有效解决的、复杂的工程科学问题。模式分析应用于电力系统低频振荡分析与控制，具有数学基础严谨、应用面广、效果显著的特点，一直在不断发展之中，并被广泛应用于电力系统工程实践。本书在介绍模式分析的基本理论和方法的基础上，系统总结了著者二十多年来对模式分析理论和应用的研究成果，包括模式分析应用于灵活交流输电系统稳定性分析与控制、储能系统稳定控制、以及风电接入电力系统稳定性分析的Zuixin研究成果。

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前言

第1章 电力系统小干扰功角稳定性 1

1.1 电力系统小干扰功角稳定性的基本概念 1

1.2 电力系统低频功率振荡研究回顾 5

1.2.1 早期对单机无穷大电力系统小干扰功角稳定性的研究（1970年前） 5

1.2.2 对电力系统低频功率振荡分析与阻尼控制研究的发展时期（1970～2000年） 10

1.2.3 含大规模新能源高渗透率接入的电力系统低频功率振荡分析 18

1.3 电力系统低频功率振荡分析与阻尼控制研究专题回顾 25

1.3.1 稳定器反馈信号和安装地点的选择 26

1.3.2 多机电力系统中稳定器的协调设计 28

1.3.3 机电波方法 31

1.3.4 广域阻尼控制 34

1.3.5 电力系统小干扰功角概率稳定性 36

参考文献 38

第2章 模式分析的基本理论与方法 50

2.1 单机无穷大电力系统线性化模型 50

2.1.1 详细线性化模型 50

2.1.2 简化Heffron-Phillips模型 56

2.2 模式分析 61

2.2.1 模式分析理论基础 61

2.2.2 模式分析理论与方法的应用 66

2.3 阻尼转矩分析 68

2.3.1 阻尼转矩和同步转矩 68

2.3.2 相位补偿法设计PSS 72

2.4 举例—单机无穷大电力系统 74

2.4.1 建立线性化模型 74

2.4.2 模式分析过程 79

2.4.3 阻尼转矩分析和模式分析的等效性 87

2.5 变增益稳定器 91

2.5.1 变增益稳定器的设计 92

2.5.2 举例—单机无穷大系统的仿真 94

参考文献 98

第3章 多机电力系统的线性化模型 99

3.1 装有PSS 的多机电力系统线性化模型 99

3.1.1 一般线性化模型 99

3.1.2 Heffron-Phillips模型 115

3.2 装有晶闸管控制型FACTS 装置的多机电力系统线性化模型 123

3.2.1 发电机的线性化模型 123

3.2.2 静态无功补偿器（SVC）的线性化模型 137

3.2.3 晶闸管控制型串联补偿器（TCSC）的线性化模型 141

3.2.4 晶闸管控制型移相器（TCPS）的线性化模型 148

3.2.5 装有晶闸管控制型FACTS装置的N机电力系统的线性化模型 153

3.3 装有VSC控制型FACTS装置的多机电力系统的线性化模型 170

3.3.1 装有并联VSC控制型FACTS稳定器的多机电力系统的线性化模型 170

3.3.2 装有UPFC的多机电力系统的线性化模型 179

3.3.3 装有采用矢量控制的UPFC的多机电力系统线性化模型 192

第4章 模式分析方法在多机电力系统中的基本应用 200

4.1 多机电力系统中的模式分析 200

4.1.1 参与因子、机电回路相关比和模态分析 200

4.1.2 留数指标 209

4.2 多机系统中稳定器的协调设计 219

4.2.1 多机系统中稳定器安装地点和反馈信号的选择 219

4.2.2 多机系统中多个PSS 的参数协调整定 222

4.3 降阶模式分析 234

4.3.1 振荡模式的降阶计算 234

4.3.2 PSS降阶协调设计方法 240

4.4 UPFC附加稳定器阻尼低频振荡 246

4.4.1 UPFC附加稳定器附加控制回路的选择 246

4.4.2 多个UPFC附加稳定器的协调设计 254

4.4.3 利用UPFC附加稳定器阻尼多模式振荡 268

参考文献 278

第5章 多机电力系统中模式分析方法的扩展应用与阻尼控制 279

5.1 鲁棒稳定器设计 279

5.1.1 稳定器鲁棒安装地点和反馈信号 279

5.1.2 基于调速系统实现的自适应鲁棒稳定器 284

5.2 固定模式问题 291

5.3 紧急阻尼控制 295

5.3.1 紧急阻尼控制策略 296

5.3.2 举例—16机电力系统 302

5.3.3 举例—实际电力系统 304

5.4 广域阻尼控制 309

5.4.1 模式分析和稳定器参数设计 310

5.4.2 本地信号的重构算法 310

5.4.3 举例—四机两区域系统 312

参考文献 328

第6章 风电接入影响电力系统小干扰稳定性分析 329

6.1 风力发电机模型 329

6.1.1 永磁直驱风力发电机电气模型 331

6.1.2 双馈感应风力发电机的电气数学模型 343

6.2 双馈感应风力发电机接入对电力系统小干扰稳定性的影响分析 349

6.2.1 含双馈感应风力发电机的电力系统线性化模型 349

6.2.2 双馈感应风力发电机与电力系统动态交互对系统小干扰稳定性的影响 363

6.2.3 举例—含DFIG的电力系统 370

6.3 永磁同步风力发电机接入影响电力系统小干扰稳定性分析 377

6.3.1 电压源换流器控制的影响 377

6.3.2 举例—含PMSG的电力系统 382

6.4 含并网风电的电力系统小干扰功角概率稳定性 389

6.4.1 并网风力发电随机波动的概率分布函数及相关参数 389

6.4.2 机电振荡模式阻尼概率分布函数的构造 391

6.4.3 风电源之间的空间相关性 393

6.4.4 机电振荡模式阻尼分布函数区间端点值的处理 394

6.4.5 多点线性化 396

6.4.6 联合风功率并协性的方差指标 398

6.4.7 举例—概率小干扰功角稳定性 399

6.5 风电接入影响电力系统小干扰功角稳定性的机电波分析方法 403

6.5.1 电力系统连续体模型 403

6.5.2 风力发电机替换同步发电机造成的低频功率振荡中心漂移 408

参考文献 411