電力系統低頻功率振盪模式分析理論與方法

《電力系統低頻功率振盪模式分析理論與方法》，出版單位： 科學出版社 ，出版時間： 2017年03月 ，著 者： 杜文娟，王海風 。

科學出版社是中國最大的綜合性科技出版機構，由前中國科學院編譯局與1930年代創建的有較大影響的龍門聯合書局合併而來。科學出版社比鄰皇城根遺址公園，是一個歷史悠久、力量雄厚，以出版學術書刊為主的開放式出版社。

目錄

內容簡介

電力系統低頻振盪嚴重時會危害到系統的安全穩定運行，是一個長期未得到有效解決的、複雜的工程科學問題。模式分析應用於電力系統低頻振盪分析與控制，具有數學基礎嚴謹、應用面廣、效果顯著的特點，一直在不斷發展之中，並被廣泛應用於電力系統工程實踐。本書在介紹模式分析的基本理論和方法的基礎上，系統總結了著者二十多年來對模式分析理論和應用的研究成果，包括模式分析應用於靈活交流輸電系統穩定性分析與控制、儲能系統穩定控制、以及風電接入電力系統穩定性分析的Zuixin研究成果。

目錄

前言

第1章 電力系統小干擾功角穩定性 1

1.1 電力系統小干擾功角穩定性的基本概念 1

1.2 電力系統低頻功率振盪研究回顧 5

1.2.1 早期對單機無窮大電力系統小干擾功角穩定性的研究（1970年前） 5

1.2.2 對電力系統低頻功率振盪分析與阻尼控制研究的發展時期（1970～2000年） 10

1.2.3 含大規模新能源高滲透率接入的電力系統低頻功率振盪分析 18

1.3 電力系統低頻功率振盪分析與阻尼控制研究專題回顧 25

1.3.1 穩定器反饋信號和安裝地點的選擇 26

1.3.2 多機電力系統中穩定器的協調設計 28

1.3.3 機電波方法 31

1.3.4 廣域阻尼控制 34

1.3.5 電力系統小干擾功角概率穩定性 36

參考文獻 38

第2章 模式分析的基本理論與方法 50

2.1 單機無窮大電力系統線性化模型 50

2.1.1 詳細線性化模型 50

2.1.2 簡化Heffron-Phillips模型 56

2.2 模式分析 61

2.2.1 模式分析理論基礎 61

2.2.2 模式分析理論與方法的應用 66

2.3 阻尼轉矩分析 68

2.3.1 阻尼轉矩和同步轉矩 68

2.3.2 相位補償法設計PSS 72

2.4 舉例—單機無窮大電力系統 74

2.4.1 建立線性化模型 74

2.4.2 模式分析過程 79

2.4.3 阻尼轉矩分析和模式分析的等效性 87

2.5 變增益穩定器 91

2.5.1 變增益穩定器的設計 92

2.5.2 舉例—單機無窮大系統的仿真 94

參考文獻 98

第3章 多機電力系統的線性化模型 99

3.1 裝有PSS 的多機電力系統線性化模型 99

3.1.1 一般線性化模型 99

3.1.2 Heffron-Phillips模型 115

3.2 裝有晶閘管控制型FACTS 裝置的多機電力系統線性化模型 123

3.2.1 發電機的線性化模型 123

3.2.2 靜態無功補償器（SVC）的線性化模型 137

3.2.3 晶閘管控制型串聯補償器（TCSC）的線性化模型 141

3.2.4 晶閘管控制型移相器（TCPS）的線性化模型 148

3.2.5 裝有晶閘管控制型FACTS裝置的N機電力系統的線性化模型 153

3.3 裝有VSC控制型FACTS裝置的多機電力系統的線性化模型 170

3.3.1 裝有並聯VSC控制型FACTS穩定器的多機電力系統的線性化模型 170

3.3.2 裝有UPFC的多機電力系統的線性化模型 179

3.3.3 裝有採用矢量控制的UPFC的多機電力系統線性化模型 192

第4章 模式分析方法在多機電力系統中的基本應用 200

4.1 多機電力系統中的模式分析 200

4.1.1 參與因子、機電迴路相關比和模態分析 200

4.1.2 留數指標 209

4.2 多機系統中穩定器的協調設計 219

4.2.1 多機系統中穩定器安裝地點和反饋信號的選擇 219

4.2.2 多機系統中多個PSS 的參數協調整定 222

4.3 降階模式分析 234

4.3.1 振盪模式的降階計算 234

4.3.2 PSS降階協調設計方法 240

4.4 UPFC附加穩定器阻尼低頻振盪 246

4.4.1 UPFC附加穩定器附加控制迴路的選擇 246

4.4.2 多個UPFC附加穩定器的協調設計 254

4.4.3 利用UPFC附加穩定器阻尼多模式振盪 268

參考文獻 278

第5章 多機電力系統中模式分析方法的擴展應用與阻尼控制 279

5.1 魯棒穩定器設計 279

5.1.1 穩定器魯棒安裝地點和反饋信號 279

5.1.2 基於調速系統實現的自適應魯棒穩定器 284

5.2 固定模式問題 291

5.3 緊急阻尼控制 295

5.3.1 緊急阻尼控制策略 296

5.3.2 舉例—16機電力系統 302

5.3.3 舉例—實際電力系統 304

5.4 廣域阻尼控制 309

5.4.1 模式分析和穩定器參數設計 310

5.4.2 本地信號的重構算法 310

5.4.3 舉例—四機兩區域系統 312

參考文獻 328

第6章 風電接入影響電力系統小干擾穩定性分析 329

6.1 風力發電機模型 329

6.1.1 永磁直驅風力發電機電氣模型 331

6.1.2 雙饋感應風力發電機的電氣數學模型 343

6.2 雙饋感應風力發電機接入對電力系統小干擾穩定性的影響分析 349

6.2.1 含雙饋感應風力發電機的電力系統線性化模型 349

6.2.2 雙饋感應風力發電機與電力系統動態交互對系統小干擾穩定性的影響 363

6.2.3 舉例—含DFIG的電力系統 370

6.3 永磁同步風力發電機接入影響電力系統小干擾穩定性分析 377

6.3.1 電壓源換流器控制的影響 377

6.3.2 舉例—含PMSG的電力系統 382

6.4 含併網風電的電力系統小干擾功角概率穩定性 389

6.4.1 併網風力發電隨機波動的概率分布函數及相關參數 389

6.4.2 機電振盪模式阻尼概率分布函數的構造 391

6.4.3 風電源之間的空間相關性 393

6.4.4 機電振盪模式阻尼分布函數區間端點值的處理 394

6.4.5 多點線性化 396

6.4.6 聯合風功率並協性的方差指標 398

6.4.7 舉例—概率小干擾功角穩定性 399

6.5 風電接入影響電力系統小干擾功角穩定性的機電波分析方法 403

6.5.1 電力系統連續體模型 403

6.5.2 風力發電機替換同步發電機造成的低頻功率振盪中心漂移 408

參考文獻 411