13.7.1暂态能量函数法的描述 13.7.2实际电力系统的分析 636 13.7.3直接法的限制 642 642 第14章 电压稳定性 67 14.1与电压稳定性相关的基本概念 14.1.1输电系统特性 648 14.1.2发电机特性 652 14.1.3负荷特性 14.1.4无功补管装置的特性 14.2电压崩溃 14.2.1电压州费的典型情况. 657 14.22基于实际事故的一般特性. 658 14.2.3电压稳定性的分类 658 14.3电压稳定性分析 659 14.3.1建模要求 659 14.3.2动态分析 *66 14.3.3静态分析 .667 14.3.4确定到发生不稳定的最短距离 14.3,5连续潮流分析.4.44.683 14.4防止电压崩溃. 14.4.1系统设计指施. 687 14.4.2系统运行措施 689 参考文献 g 第15章次同步振荡.。 693 15.1汽轮发电机扭振特性.69 15.1.1轴系模型 691 15.1.2扭转自然率和模形态 69 15.2与电力系统控制的扭转相互作用 703 5.2.1与发电机励磁控制的相互作用 704 15.2.2与调速器的相互作用. 703 15.2.3与附近DC换流站的相互作用 .708 15.3次同步谐振 44”710 15.3.1串联电容朴偿输电系统的特性 4710 15.3.2 感应发电机效应产生自励磁 ·712 15,33诗成SR的扭转相互作用 *712 15.3.4分析方法. 713 5.35SSR问题的预防措施 15.4电网投切扰动的冲击 717
5.5紧密糯合机组之间的扭转性相互作用 70 15.6水电机组扭转特性 2 参考文献， 722 第16章 中期和长期稳定 16.1系统对严重扰动响应的性质 727 16.2区分中期稳定和长期稳定 729 16.3题重扰动时的发电厂响成· .731 163.1火电 6.3.2水电 732 16.4长期动态响应的模拟 74 16.4.1 长期动态模拟的目的. 734 16.4.2模刊要火. 1643数值积分技术 715 16.5严重的系统扰动分析示例 736 16.5.1过量发电弧立网分析示例 726 16.5.2欠发电的狐立网分析示 738 参芳文献 742 第17章 提高稳定性的方法. 745 17.1提高暂态稳定性 745 17.1.1快速切除故障 745 17.1.2 设小棉电系统电抗 .746 1门.13可调节并联补偿. 74 17.】4动态电气制动： 747 7.1.5 投切电抗器 748 17.1.6新路器的按相操作 78 17.1.7单相开关操作 748 71.8汽轮机快速操作阀门 7S0 17.1,9切除发电. 755 17.1.10受控的系统解列和诚负荷· 17.111高速励磁系统. 758 17.112不连续励磁控制 17.113高压直流(HTDC)输电联络线的控剂 76 17.2提高小信号稳定性 761 172.1电力系统稳定器. 16 17.2.2静止无功朴偿器的附加控制. 17,2.3高压直流(VTC)输电联络线的附加控制. 776 参考文被. .782
第一篇 概论 10t556
第1章 现代电力系统的 层本待性 本章从历史演进的简要回顺入手，对电力系统作一般描述，然后给出现代电力系统的 基本特性和结构。此外，对通过适当设计而实现的电力系统的性能要求，以及为满足这些 要求在不同层次所采取的控制措施也作了介绍。 本章与第2章主要为读者提供一般的背景信息，并为本书其他章节奠定基础。 1.1电力系统的发展历史 电的商业化应用始于19世纪0年代后期，当时电弧灯已用于灯塔和街道的照明。 第一个完整的电力系统（由发电机、电缆、熔丝、电表和负荷组成）是由托马斯爱 迪生(Thomas Edison)在纽约城历史上有名的皮埃尔大街站(Pearl Street station)建成并于 1882年9月投人运行。这是一个直流电系统，由一台蒸汽机拖动直流发电机供给半径约 为1.5k如面积内的59个用户。负荷全部由白炽灯组成，通过110V地下电缆供电。在此后 几年内，类似的系统已在世界上大多数大城市投入运行。随着1884年福兰克·斯普莱克 (Frank Sprague)对电动机的开发，电动机负荷也i人到这样的系统中。这是电力系统发展 成为世界最大工业之一的开端。 尽管初期直流系统得到广泛应用，但后来它几乎完全被交流系统代替。到186年，直 流系统的局限性明显显得出来，因为它只能在很短的距离内从发电机向外送电。为了特输 电损耗()和电压降落限制到可接受的水平，长距离的榴电系统必须采用高电压。面这样 高的电压是发电机和用户都不能接受的，因此必须采用适当的方法进行电压变换。 L.高拉德(L.Gaulard)和法国巴黎的J.D.吉布(1.D.Gibbs)开发了变压器和交流输 电技术，由此产生了交流电力系统。乔治·西屋(Ceonge Westinghouse)获得了这些新设备
4 第1章现代电力系统的基本特性 在美国应用的权利。1886年，西屋的助手威廉，斯坦利(William Stanley)开发和试验了商 业实月的变压器和在马萨诸塞州大白灵顿(Great Barrington,Massachusetts)的由1S0个电 灯组成的交流配电系统。189年，北美洲第一个交流输电线在俄勒冈州威拉姆特瀑布 (Willamette Falls)和波特兰(Portland)之间建成并投入运行。这是一条单相线路，输电电 压4000V,输送距离21km 随着尼可拉·泰斯拉(Nikola Tesle)的多相系统的f发，交流系统变得越发具有吸引 力。888年，泰斯拉持有关于交流电动机、发电机、变压器和输电系统的若干专利。西 屋购买了议些早期发明专利，这些发明草定了当今交流电力系统的基础。 在9世纪90年代，曾有过关于电力工业应采用直流还是交流作为标准的相当大的争 论。在主张直流的爱迪生和偏好交流钓西屋之间发生过激烈的辩论，在世纪之交，交流系 统对直流系统取得了胜利，其主要原因是： ·交流系统的电压水平可以很容易地转换，因而提供了使用不同电压的发电、输电和用 电的灵活性。 ● 交流发电机比直流发电机更简单 交流电动机比直流电动机更简单、更便宜 1893年，南加州一条12km长的2300V电力线路投入使用。它是北美洲第一条三相电 力线路。大约在同一时期，尼亚加拉瀑布(Niagara Fal山s)也选择了交流送电，因为采用直 流不可能将电力送往30km以外的布法罗(Baffalo)。这一结果结束了交流与直流的争论并 奠定了交流系统获胜的基础。 在交流输电的初期，频率并未标准化。各种不同的频率，如25,50,60,125,133 都曾被采用过。这使系统互联出现了问题。最终在北美洲采用6O旺五作为交流输电系统的 标准频率，而其他很多国家则采用50。 日益增长的向更远距离输送大量电力的需要是推动逐渐采用更高电压水平的动因。早 期交流系统采用了12.44kV和6OkV(有效值，线对线电压)。于1922年采用了165kV 1923年提高为220kV,1935年提高为287kV,1953年提高为330kV,1965年提高到500kV。 魁北克水电局(Hydro Quebec)的第一条735kV线路于1966华送电，美国的765kV线路则 于1969年投入运行。 为了避免电压等级数量的无限制扩大，工业界已将电压水平标准化。标准规定高电压 等级(HV)有115,138,161,230kY,超高电压(EV)等级有345,500,765kV1,2。 随着汞弧阀于20世纪50年代的发展，高压直流(VDC)输电系统在某些情况下变 得更为经济。HVDC输电对于大容量远距离输电更具有吸引力。与交流输电相比直流输电 方案开始变得更有竞争力的输电距离交叉点(Cmes-overon)对架空线路是大约S0Okm 对地下或海底电缆是50km。当电力系统间由于系统稳定的考虑而不适合联网或系统的额 定频率不相同时，HVDC还能提供非同步联网。第一个现代商用的VDC输电于154年在 瑞典建成，它通过96m的海底电缆将瑞典本土与哥待兰岛(Couland)互联起来。 随着晶阐管阀的发展，HVDC输电变得更加具有吸引力。第一个采用晶闸管阀的 vDC系统是1972年在伊尔河(Eel River)的背靠背(back to back)工程。它提供了魁北