《电力系统无功功率与有功功率控制》

第一章引论1

第一节 电力工业的历史1

第二节 现代电力系统基本特性2

第三节有功功率和无功功率的概念4

1.3.1单相电路4

1.3.2三相电路5

1.3.3无功功率Q的符号6

1.3.4复数功率6

1.3.5无功功率的新定义6

1.3.6关于无功功率的几点解释10

第四节电源间的功率传输10

1.4.1影响有功和无功功率潮流的因素10

1.4.2关于有功及无功功率潮流的基本观点11

第五节 确定供电质量的因素11

第二章电压和无功功率控制13

第一节 对电压和无功功率控制的要求13

第二节电力系统各元件的无功功率特性13

2.2.1输电线13

2.2.2变压器18

2.2.3负载18

2.2.4发电机组19

第三节电力输电线的特性23

2.3.1对电力输电线的要求23

2.3.2典型参数24

2.3.3无损失输电线方程24

2.3.4空载下无损输电线电压、电流分布25

2.3.5负载时无损输电线电压、电流分布27

2.3.6功率传输和稳定性因素29

2.3.7输电线的热限制33

2.3.8输电线负荷能力特性34

第四节有补偿的输电线37

2.4.1补偿理论37

2.4.2并联电抗器和电容器41

2.4.3串联电容器42

2.4.3.1串联电容器在配电线路上的应用43

2.4.3.2应用于甚高压输电线44

2.4.3.3中点串联电容器补偿分析46

2.4.4可调节动态并联补偿47

2.4.4.1中点可调节补偿器分析47

2.4.5静态VAR补偿器49

2.4.5.1定义49

2.4.5.2SVC的类型50

2.4.5.3理想SVC基频性能50

2.4.5.4SVS关键元件工作原理52

2.4.5.4.1可调电纳原理52

2.4.5.4.2可控硅控制电抗补偿器（TCR）54

2.4.5.4.3可控硅投切电容补偿器（TSC）56

2.4.5.4.4机械投切电容器（MSC）58

2.4.5.4.5SVC在电力系统中的新应用58

2.4.6并联补偿特性对重负荷EHV输电线性能的影响60

2.4.7并联补偿和串联补偿的比较63

2.4.8同步调相机66

第五节电压控制68

2.5.1可变分接头变压器68

2.5.2大容量输电系统设计标准68

2.5.3负荷潮流分析69

2.5.3.1负荷潮流的类型70

2.5.3.2LF分析法71

2.5.3.3附录77

2.5.4电压不稳定性和电压崩溃79

2.5.4.1有关电压不稳定的基本概念80

2.5.4.2电压崩溃现象87

2.5.4.3电压不稳定和电压崩溃的预防87

2.5.4.4某系统电压崩溃的防护方案88

2.5.4.5分析方法89

第三章频率和有功功率控制92

第一节电力系统92

3.1.1单台发电机组92

3.1.2互联发电机组96

3.1.3附录99

第二节原动机和能量供应系统100

3.2.1汽轮机100

3.2.1.1汽轮机的构成100

3.2.1.2汽轮机模型101

3.2.2水轮机102

第三节一次速度／负荷控制103

3.3.1调速系统103

3.3.1.1同步调速器103

3.3.1.2具有速度下倾特性的调速器104

3.3.1.3用调差特性作一次速度／负荷控制的要求105

3.3.1.4具有瞬态调差补偿的调速器106

3.3.1.5调速器特性小结107

3.3.2单区域一次速度控制特性107

3.3.2.1调速器的静态速度／负荷特性108

3.3.2.2合成调整特性109

第四节辅助控制（二次控制）112

3.4.1单机运行电力系统的辅助控制（二次控制）112

3.4.2互联系统的辅助控制（二次控制）112

3.4.2.1只有一次速度控制时的特性112

3.4.2.2联络线偏差负荷频率控制114

3.4.3调速器死区对速度调整的影响121

3.4.4综合自动发电控制（AGC）作用121

3.4.5AGC的实施121

第五节对水轮机特性和调速控制的要求124

3.5.1水轮机／压力水管传递函数124

第六节对汽轮机及其调速器要求134

3.6.1汽轮机模型135

3.6.2汽轮机的速度控制系统136

3.6.2.1机械液压调速器（MHG）136

3.6.2.2电气液压调速器（EHG）137

3.6.3汽轮机调速系统模型138

3.6.4过速限制控制138

3.6.5汽轮发电机组超出频率性能142

第七节低频减载144

第四章原动机发电机组低频振荡146

第一节研究低频振荡的电力系统模型146

4.1.1研究低频振荡的典型电力系统接线146

4.1.2研究低频振荡用同步发电机组传递函数146

4.1.3初始电流、电压和初始转子相位角的计算148

4.1.4同步发电机组对无穷大系统的低频振荡特性149

4.1.4.1同步发电机组固有机械振荡特性149

4.1.4.2励磁系统对同步发电机低频振荡特性的影响150

4.1.4.3远距离输电低频振荡特性152

4.1.5消除电力系统低频振荡的途径和实现153

4.1.5.1消除电力系统低频振荡的途径153

4.1.5.2同步发电机组的附加励磁控制（电力系统稳定器——PSS）153

4.1.5.3励磁系统带励磁稳定器及PSS的一机对无穷大母线系统联合模型155

4.1.5.4同步发电机组的附加调速器控制158

第二节研究低频振荡的方法159

第五章汽轮发电机组扭转振荡160

第一节汽轮机发电机组的扭转特性160

5.1.1基本定义160

5.1.2汽轮发电机组扭转振荡模型161

5.1.3扭转振荡自然频率和扭转振荡模式状态164

5.1.3.1扭转振荡自然频率的概念164

5.1.3.2模式状态的概念165

5.1.3.3扭转特性举例165

5.1.4原动机发电机组的轴系统统一矩阵形式及A特征式166

5.1.5电力系统对机组轴振荡的影响169

5.1.6轴系统方程的p.u.形式170

5.1.7机械阻尼分量准确表达171

5.1.8相同并列机组机械系统数学模型172

第二节与扭转振荡有关的特殊问题174

5.2.1电网投切对汽轮发电机组的干扰174

5.2.2次同步谐振（SSR）176

5.2.2.1串联电容器补偿输电系统的特性177

5.2.2.2SSR的产生178

5.2.2.3分析SSR的数学模型179

5.2.2.4SSR特征值分析及实例185

5.2.2.5SSR时域计算机分析188

5.2.2.6消除SSR的措施188