《無(wú)功功率與電力系統(tǒng)運(yùn)行(第三版)》主要介紹電力系統(tǒng)無(wú)功功率對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響。全書(shū)共分為10章加以闡述,分別為電力系統(tǒng)無(wú)功功率;無(wú)功功率與電壓運(yùn)行管理;無(wú)功功率與電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型;無(wú)功功率與靜態(tài)電壓穩(wěn)定性;無(wú)功功率與系統(tǒng)靜態(tài)功角穩(wěn)定性;無(wú)功功率與系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性;無(wú)功功率與動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性;無(wú)功功率與電力系統(tǒng)低頻振蕩和廣域測(cè)量系統(tǒng)在電網(wǎng)安全運(yùn)行中的應(yīng)用。
電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè),電網(wǎng)企業(yè)擔(dān)負(fù)著資源優(yōu)化配置、保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和促進(jìn)人民生活水平提高的重要經(jīng)濟(jì)責(zé)任和社會(huì)責(zé)任。我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展推動(dòng)了電網(wǎng)與電網(wǎng)企業(yè)的蓬勃發(fā)展,當(dāng)今的電力工業(yè)已成為世界上自動(dòng)化水平最高的工業(yè)之一。
從電力系統(tǒng)誕生的那一天開(kāi)始,人們用電形式主要表現(xiàn)為對(duì)有功功率的消耗,因此人們主要關(guān)注有功功率的研究,并取得了矚目的成績(jī)。但對(duì)無(wú)功功率的研究卻起步較晚。電力工業(yè)起步的同時(shí),人們僅關(guān)注無(wú)功功率與電力系統(tǒng)電壓運(yùn)行的關(guān)系;直至20世紀(jì)60年代,人們才開(kāi)始研究無(wú)功功率與電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)系;至20世紀(jì)70年代,世界上一些國(guó)家發(fā)生了電壓崩潰事故,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響,人們才開(kāi)始研究無(wú)功功率與電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的關(guān)系。然而事實(shí)上,無(wú)功功率不僅對(duì)電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量、電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和電壓穩(wěn)定具有重要影響,還對(duì)電力系統(tǒng)的靜態(tài)功角穩(wěn)定和暫態(tài)功角穩(wěn)定具有重要的影響。
本書(shū)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外比較新的的研究進(jìn)展,系統(tǒng)地論述了無(wú)功功率與電力系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)系。內(nèi)容主要包括無(wú)功功率與電壓運(yùn)行管理;無(wú)功功率與電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;無(wú)功功率與電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定;無(wú)功功率與電力系統(tǒng)靜態(tài)功角穩(wěn)定;無(wú)功功率與電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定和無(wú)功功率與電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性;此外本書(shū)還對(duì)目前電力系統(tǒng)的三項(xiàng)前沿技術(shù)之一——廣域測(cè)量技術(shù)在國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。
本書(shū)作者是一位從事電網(wǎng)企業(yè)一線工作的年青學(xué)者,既有博學(xué)的理論知識(shí),又有具體的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。相信本書(shū)的出版能對(duì)無(wú)功功率與電力系統(tǒng)運(yùn)行的研究做出有益的探索,并能夠?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)行的專業(yè)技術(shù)人員和從事電力系統(tǒng)相關(guān)研究人員提供一定的指導(dǎo)。
電力系統(tǒng)無(wú)功功率是電力系統(tǒng)能量的兩種表現(xiàn)形式之一,雖然無(wú)功功率不消耗功率,但無(wú)功功率是用來(lái)建立和維持磁場(chǎng),完成電磁能量的相互轉(zhuǎn)換,從而完成電力系統(tǒng)能量傳輸?shù)谋匾獥l件。長(zhǎng)期以來(lái),人們根據(jù)電力系統(tǒng)的特性,一般將無(wú)功功率與電力系統(tǒng)電壓特性和電壓穩(wěn)定聯(lián)系在一起。事實(shí)上,無(wú)功功率還對(duì)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和功角穩(wěn)定具有重要影響。深入研究無(wú)功功率對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響具有重要的意義。
《無(wú)功功率與電力系統(tǒng)運(yùn)行》自2009年4月第1版出版以來(lái),于2012年2月第二版再次出版,一直受到讀者的喜愛(ài)。為了更好地適應(yīng)讀者的需求,在第二版的基礎(chǔ)上進(jìn)行了修訂和完善。根據(jù)現(xiàn)代AVC的發(fā)展,更新了基于多智能體的無(wú)功電壓控制技術(shù)相關(guān)內(nèi)容;修改完善了廣域測(cè)量系統(tǒng)在電網(wǎng)運(yùn)行控制中的應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容。全書(shū)仍然包括十章內(nèi)容,分別為電力系統(tǒng)無(wú)功功率;無(wú)功功率與電壓運(yùn)行管理;無(wú)功功率與電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型;無(wú)功功率與電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定;無(wú)功功率與電力系統(tǒng)靜態(tài)功角穩(wěn)定;無(wú)功功率與電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定;無(wú)功功率與電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定;無(wú)功功率與電力系統(tǒng)低頻振蕩和廣域測(cè)量系統(tǒng)在電網(wǎng)運(yùn)行控制中的應(yīng)用。
本書(shū)在闡述過(guò)程中,兼顧了理論和實(shí)踐,在數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)過(guò)程中,闡述了其揭示的物理意義,使讀者易于理解。本書(shū)是在作者多年來(lái)對(duì)無(wú)功功率和電力系統(tǒng)運(yùn)行的研究成果基礎(chǔ)上撰寫(xiě)而成的,同時(shí)吸收借鑒了國(guó)內(nèi)外近些年有關(guān)電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電力系統(tǒng)運(yùn)行的電力科研工作者比較新的研究成果,在此表示感謝!
本書(shū)內(nèi)容豐富,可供電氣工程、電力系統(tǒng)運(yùn)行管理人員及相關(guān)技術(shù)人員參考,同時(shí)可以作為電氣工程專業(yè)和電力系統(tǒng)專業(yè)研究生和本科生的參考資料,也可作為電力工程專業(yè)教師的參考書(shū)。
本書(shū)撰寫(xiě)過(guò)程中,國(guó)家電網(wǎng)公司運(yùn)行專業(yè)領(lǐng)軍人才李端超高級(jí)工程師、西門(mén)子(中國(guó))有限公司南京分公司張雅瓊高級(jí)工程師、國(guó)家電網(wǎng)公司規(guī)劃專業(yè)領(lǐng)軍人才張鵬飛博士、河海大學(xué)潘學(xué)萍教授、安徽電力調(diào)度控制中心董瑞高級(jí)工程師為本書(shū)提供了無(wú)私的支持和幫助,本書(shū)吸收了他們研究的部分成果;汪永華教授為本書(shū)提出了很多有益的建議;此外國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院徐偉博士、劉強(qiáng)博士,安徽電力調(diào)度控制中心丁超高級(jí)工程師也參加了本書(shū)的編寫(xiě)工作和校正工作,在此表示衷心感謝。
由于編者水平有限,因此本書(shū)不完善、不正確的地方在所難免,如有缺點(diǎn)和不足之處,敬請(qǐng)讀者見(jiàn)諒,并懇請(qǐng)讀者給予批評(píng)指正。
編者2015年6月序
前言
第1章電力系統(tǒng)無(wú)功功率1
1.1無(wú)功功率的基本概念1
1.2無(wú)功功率對(duì)電力系統(tǒng)的影響2
1.3正弦電路的無(wú)功功率理論3
1.4電力系統(tǒng)無(wú)功電源9
1.5電力系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷25
1.6無(wú)功功率平衡31
參考文獻(xiàn)32
第2章無(wú)功功率與電壓運(yùn)行管理33
2.1電力系統(tǒng)無(wú)功功率傳輸33
2.2電力系統(tǒng)無(wú)功電壓管理35
2.3電網(wǎng)無(wú)功電壓標(biāo)準(zhǔn)40
2.4發(fā)電機(jī)無(wú)功電壓調(diào)整43
2.5調(diào)整變壓器變比調(diào)壓44
2.6采用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓47
2.7組合調(diào)壓49
2.8基于多智能體協(xié)調(diào)的電網(wǎng)無(wú)功電壓的自動(dòng)控制50
參考文獻(xiàn)70
第3章無(wú)功功率與電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行71
3.1電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行71
3.2電力系統(tǒng)中無(wú)功功率的比較好的分布73
3.3開(kāi)式網(wǎng)無(wú)功負(fù)荷的比較好的補(bǔ)償容量及約束補(bǔ)償容量76
3.4電力系統(tǒng)無(wú)功功率優(yōu)化——閉式網(wǎng)82
3.5電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行理論的融合與發(fā)展89
3.6等耗量微增率與電力市場(chǎng)統(tǒng)一邊際電價(jià)的聯(lián)系93
參考文獻(xiàn)96
第4章電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型97
4.1概述97
4.2同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型98
4.3發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)模型104
4.4原動(dòng)機(jī)模型112
4.5負(fù)荷模型116
4.6電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型121
參考文獻(xiàn)122
第5章無(wú)功功率與靜態(tài)電壓穩(wěn)定性123
5.1概述123
5.2電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定125
5.3靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法(PU曲線分析)128
5.4電壓穩(wěn)定性(UQ曲線分析)130
5.5潮流多解法132
5.6連續(xù)潮流法140
5.7奇異值分析145
5.8靈敏度分析法147
5.9靜態(tài)電壓穩(wěn)定控制150
參考文獻(xiàn)152
第6章無(wú)功功率與系統(tǒng)靜態(tài)功角穩(wěn)定性154
6.1電力系統(tǒng)靜態(tài)功角穩(wěn)定性154
6.2發(fā)電機(jī)無(wú)功功率對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)功角穩(wěn)定性的影響分析156
6.3無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)功角穩(wěn)定性的影響分析160
6.4靜態(tài)電壓穩(wěn)定與靜態(tài)功角穩(wěn)定的判據(jù)比較分析164
參考文獻(xiàn)171
第7章無(wú)功功率與系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性172
7.1電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性172
7.2暫態(tài)功角穩(wěn)定分析方法174
7.3暫態(tài)功角穩(wěn)定理論證明——等面積法則175
7.4暫態(tài)功角穩(wěn)定分析方法——擴(kuò)展等面積法則179
7.5發(fā)電機(jī)無(wú)功功率對(duì)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的影響分析——基于等面積法則證明183
7.6發(fā)電機(jī)無(wú)功功率對(duì)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的影響分析——基于EEAC理論證明187
7.7無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備對(duì)暫態(tài)功角穩(wěn)定性的影響分析191
參考文獻(xiàn)194
第8章無(wú)功功率與動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性196
8.1概述196
8.2電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定的時(shí)域仿真198
8.3電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定199
8.4中長(zhǎng)期電壓穩(wěn)定202
8.5暫態(tài)電壓穩(wěn)定控制203
參考文獻(xiàn)209
第9章無(wú)功功率與電力系統(tǒng)低頻振蕩211
9.1概述211
9.2電力系統(tǒng)低頻振蕩機(jī)理212
9.3電力系統(tǒng)低頻振蕩分析方法214
9.4無(wú)功功率對(duì)電力系統(tǒng)低頻振蕩的影響分析224
參考文獻(xiàn)228
第10章廣域測(cè)量系統(tǒng)在電網(wǎng)安全運(yùn)行中的應(yīng)用229
10.1電網(wǎng)廣域測(cè)量系統(tǒng)229
10.2廣域測(cè)量系統(tǒng)在靜態(tài)穩(wěn)定在線計(jì)算分析及控制中的應(yīng)用234
10.3廣域測(cè)量系統(tǒng)在暫態(tài)穩(wěn)定在線計(jì)算分析及控制中的應(yīng)用238
10.4廣域測(cè)量系統(tǒng)在低頻振蕩在線計(jì)算分析及控制中的應(yīng)用243
參考文獻(xiàn)246