电力系统稳定性及发电机励磁控制

出版时间：2007-03-01

版 次：初版

开 本：16开

包 张：平装

序言

前言

第1章绪论

第1节电力系统稳定性的分类及定义

第2节北美大系统稳定事故

第3节励磁控制开辟了电力系统稳定性全新的方向

参考文献

第2章同步电机的基本方程式及数学模型

第1节理想电机及a、b、c坐标表示的方程式

第2节以d、q、o为坐标的方程式

第3节同步机的基本方程式及实用数学模型

第4节同步电机方程的标幺值

第5节基本方程式的应用三相突然短路分析

参考文献

第3章励磁系统数学模型

第1节对励磁系统的要求

第2节励磁系统的分类

第3节直流励磁机励磁系统的数学模型

第4节交流励磁机系统的数学模型

第5节静态励磁系统

第6节电力系统稳定器(Pss)的数学模型

第7节励磁系统的标幺系统及其转换

第8节硬限幅及软限幅

第9节反向励磁电流的模拟

第10节小干扰下的时域及频域响应

第11节励磁控制系统参数测试及建模

第12节辨识技术的应用

参考文献

第4章小干扰稳定性与励磁控制

第1节理想功率极限

第2节无自动电压调节时的稳定判据

第3节人工稳定区、线路功率极限、有自动电压调节器的稳定判据

第4节励磁系统的动态校正、错开原理、二阶最佳整定

第5节强力式调节器及其应用

参考文献

第5章电力系统稳定器的基本原理

第1节海佛容-飞利蒲斯(Heffron-Philips)模型

第2节系数K1～K6

第3节阻尼转矩与同步转矩

第4节电力系统稳定器输入信号及传递函数

第5节电力系统稳定器设计方法之一相位补偿法

第6节电力系统稳定器设计方法之二特征根配置法

第7节电力系统稳定器结构与线路

参考文献

第6章状态空间-特征根分析法及其应用

第1节状态方程、特征值及时域解

第2节初始状态的计算

第3节不计阻尼绕组的状态方程式

第4节计入阻尼绕组的状态方程

第5节程序说明

第6节阻尼绕组的作用及等效

第7节动态校正器的作用

第8节电力系统稳定器的作用

第9节电力系统稳定器参数选择

第10节电力系统稳定器的适应性

第11节负荷及其特性的影响

第12节发电机失去稳定的形态

参考文献

第7章电力系统稳定器的应用及发展

第1节零输入响应及零状态响应

第2节抑制低频振荡的能力

第3节提高小干扰稳定功率极限

第4节对大干扰稳定性的作用

第5节对电压稳定性的间接作用

第6节电力系统稳定器对因水锤效应引起的振荡的作用

第7节同一电厂内机组之间的振荡

第8节电力系统稳定器在抽水蓄能机组上的应用

第9节限制稳定器作用的因素

第10节再谈适应性

第11节稳定器的输入信号问题

第12节以过剩功率积分为信号的稳定器

第13节基于广域测量网的稳定器

第14节轴系扭转振荡

第15节微机式励磁控制系统

第16节调整试验方法

参考文献

第8章励磁控制系统功能的扩展

第1节励磁控制系统设计整定原则

第2节最低励磁限制

第3节电压濒率限制及端电压过高限制

第4节过励限制

第5节无功功率或功率因数控制

第6节变压器高压侧的电压控制

第7节二次电压控制

参考文献

第9章大规模电力系统斗主于蛆稳定哟分陋控制

第1节电力系统稳定性的分析方法时域法及复频域法

第2节多机系统的数学模型

第3节振荡模式及模态

第4节转子摇摆模式、联络线模式及地区模式

第5节根轨迹图及特征根灵敏度

第6节留数、频率响应及时域响应

第7节模式与变量的关联特性、参与矩阵

第8节模式与机组的关联特性、可观性及可控性

第9节多机系统中稳定器的协调设计方法

第10节基于模式一机组关联特性的降阶法

第11节AESOPS法

第12节改进的Amo哪法

第13节基于同调法的动态等值

第14节模型传递函数的辨识及Prony分析法

第15节正规形理论应用简介

参考文献

第10章大区域联网中低频振荡案例

第1节美国WECC1996年8月10日大停电事故

第2节川渝-华中联网工程的研究

第3节东北-华北-华中-川渝联合跨区电网

第4节南方电网低频振荡的重现

第5节事故重现中的关键因素

第6节防止低频振荡的整体策略

参考文献

第11章励磁控制与系统大干扰稳定性

第1节大干扰下励磁系统的性能指标

第2节暂态过程中励磁控制的五阶段的概念

第3节励磁系统选型及对自并励系统的评价

第4节自并励发电机的主要运行方式分析

第5节暂态稳定全过程励磁控制

第6节励磁控制提高系统稳定性的潜力

参考文献

附录Axad标幺值系统下基本方程式

附录B实用的二阶最佳动态校正法

名词索引2100433B

本书作者刘取教授为中国研究及推广自并励励磁系统及PSS的开拓者。本书系统地介绍了励磁控制与系统稳定性的理论及实践，总结了作者及国内外的研究成果，对于该技术的发展方向提出了精辟的见解，是本专业人士多年盼望的一本好书。

本书共11章，分别为绪论、同步电机的基本方程式及数学模型、励磁系统数学模型、小干扰稳定性与励磁控制、电力系统稳定器的基本原理、状态空间一特征根分析法及其应用、电力系统稳定器的应用及发展、励磁控制系统功能的扩展、大规模电力系统小干扰稳定性的分析及控制、大区域联网中低频振荡实例、励磁控制与系统大干扰稳定性。为方便读者学习，每章后都附有参考文献，并且在书末附有名词索引，以方便读者查阅。

作者简介：

中国电力科学研究院技术顾问，加拿大注册工程师，lEEE高级会员及其动态电力系统委员会委员刘取(1936.2～)北京人。1959年毕业于清华大学电机系，1964年清华大学电机系研究牛毕业。1979～1981年在加拿大哥伦比亚大学进修、研究，并曾到北美BPA等电力局考察。长期从事动模试验室建设、发展，以及电力系统运行、控制、保护等课题的研究，是中国最早从自并励静态励磁系统及PSS研究及推广的学者。1991年移民加拿大，先后在安大略省电力局、联合国开发署从事电力系统运行规划及管理工作。1999年以后多次回国(包括香港)讲学考察。2003年起担任中国电力科学研究院技术顾问，参与了系统分析及控制的研究。曾获得中国电机工程学会科学技术奖、国家自然科学奖和国家科学技术进步奖。在IEEE及国内刊物上发表了行关励磁控制、电力系统稳定性的论文多篇。

发电机自励磁系统组成

励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器（装置）两大部分组成。如图所示：

其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。[1]

发电机自励磁主要作用

励磁系统的主要作用有：1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；2）控制并列运行各发电机间无功功率分配；3）提高发电机并列运行的静态稳定性；4）提高发电机并列运行的暂态稳定性；5）在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；6）根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制 。2100433B

《高等学校教材：励磁控制与电力系统稳定》共七章，前三章叙述励磁控制系统及其分析，并结合我国的具体情况，介绍电力系统小扰动稳定分析用的励磁系统的数学模型；第四章介绍电力系统低频振荡及电力系统稳定器；第五章介绍电力系统的稳定性分析；第六章简介线性最优励磁控制器；第七章介绍电力系统的次同步振荡和轴系扭振。

《高等学校教材：励磁控制与电力系统稳定》为高等学校“电力系统及其自动化”和“继电保护与自动远动技术”等有关专业高年级学生的选修教材和研究生参考用书，也可供有关专业工程技术人员参考。

发电机励磁系统系统组成

励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器（装置）两大部分组成。如图发电机励磁系统所示：

其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。

发电机励磁系统主要作用

励磁系统的主要作用有：1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；2）控制并列运行各发电机间无功功率分配；3）提高发电机并列运行的静态稳定性；4）提高发电机并列运行的暂态稳定性；5）在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；6）根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。