电力系统低频功率振荡阻尼转矩分析理论与方法

《电力系统低频功率振荡阻尼转矩分析理论与方法》介绍电力系统低频功率振荡分析与阻尼控制中广泛应用的阻尼转矩分析法。首先以简单的单机无穷人电力系统为背景，介绍阻尼转矩分析的基本理论及应用于电力系统稳定器的原理；然后介绍阻尼转矩分析理论和方法在灵活交流输电系统控制中的应用；随后介绍阻尼转矩分析理论和方法在复杂多机电力系统巾的推广；最后介绍阻尼转矩分析理论和方法研究的最新进展，即图形解释法及其在新能源接入电力系统中的应用。

《电力系统低频功率振荡阻尼转矩分析理论与方法》可供电力系统领域科研人员、工程技术人员参考阅读。

前言

　　第1章电力系统低频功率振荡分析与阻尼控制1 　　1.1电力系统低频功率振荡1 　　1.2电力系统低频振荡分析3 　　1.3电力系统低频振荡阻尼控制5 　　1.4基于电压源换流器的电力系统稳定器8 　　1.5可再生能源电源接入对电力系统振荡稳定性的影响10 　　参考文献11

　　第2章单机无穷大电力系统阻尼转矩分析一一电力系统稳定器18 　　2.1装有电力系统稳定器的单机无穷大电力系统Phillips-Heffron线性化模型18 　　2.1.1同步发电机数学模型18 　　2.1.2同步发电机简化模型19 　　2.1.3发电机励磁系统与自动电压调节器模型20 　　2.1.4装有电力系统稳定器的单机无穷大电力系统简化模型22 　　2.1.5装有电力系统稳定器的单机无穷大系统Phillips-Heffron线性化模型25 　　2.2阻尼转矩分析法和电力系统稳定器设计27 　　2.2.1阻尼转矩分析法27 　　2.2.2阻尼转矩分析法的理论依据29 　　2.2.3采用相位补偿法设计电力系统稳定器31 　　2.3拳例34 　　2.3.1系统及模型34 　　2.3.2阻尼转矩分析36 　　2.3.3电力系统稳定器设计40 　　参考文献45

　　第3章单机无穷大电力系统阻尼转矩分析——晶闸管控制型的灵活交流输电装置46 　　3.1装有SVC稳定器的单机无穷大电力系统扩展Phillips-Heffron模型46 　　3.1.1装有SVC稳定器的单机无穷大电力系统的非线性数学模型46 　　3.1.2扩展Phillips-Heffron线性化模型48 　　3.1.3考虑SVC电压和阻尼控制功能的扩展Phillips-Heffron模型50 　　3.1.4初始补偿计算52 　　3.2SVC稳定器阻尼转矩分析55 　　3.2.1SVC稳定器提供的电磁转矩55 　　3.2.2线路潮流的影响56 　　3.2.3发电机参数的影响57 　　3.2.4输电线路长度的影响58 　　3.2.5SVC装设地点的影响60 　　3.3采用相位补偿法设计SVC稳定器61 　　3.4举例-SVC稳定器．68 　　3.4.1系统线性化模型68 　　3.4.2SVC稳定器控制分析73 　　3.5装有晶闸管控制串联补偿器或晶闸管控制移相器的单机无穷大电力系统扩展Phillips-Heffron模型76 　　3.5.1装有晶闸管控制串联补偿器的单机无穷大电力系统扩展Phillips-Heffron模型76 　　3.5.2装有晶闸管控制移相器的单机无穷大电力系统扩展Phillips-Heffron模型78 　　3.6TCSC与TCPS稳定器的阻尼转矩分析81 　　3.6.1TCSC与TCPS稳定器提供的阻尼转矩81 　　3.6.2TCSC稳定器提供的阻尼转矩82 　　3.6.3TCPS稳定器提供的阻尼转矩84 　　参考文献85

　　第4章单机无穷大电力系统阻尼转矩分析一一静止同步补偿器或储能系统86 　　4.1装有静止同步补偿器或储能系统的单机无穷大电力系统数学模型86 　　4.1.静止同步补偿器与储能系统模型86 　　4.1.2装有静止同步补偿器或储能系统的单机无穷大电力系统非线性模型89 　　4.1.3装有静止同步补偿器或储能系统的单机无穷大电力系统的线性化Phillips-Heffron模型92 　　4.2静止同步补偿器和储能系统电压控制阻尼转矩分析97 　　4.2.1静止同步补偿器和储能系统提供的电磁转矩97 　　4.2.2静止同步补偿器、储能系统交流电压控制环节及直流电压控制对系统振荡阻尼的影响100 　　4.3静止同步补偿器和储能系统的附加阻尼控制102 　　4.3.1发电机发出的有功功率102 　　4.3.2静止同步补偿器和储能附加系统阻尼控制阻尼转矩分析105 　　4.4举例1--装有静止同步补偿器的单机无穷大系统107 　　4.4.1静止同步补偿器交流控制和直流控制107 　　4.4.2静止同步补偿器的附加阻尼控制112 　　4.5举例2--装有储能系统的单机无穷大系统112 　　4.5.1储能系统的交流电压控制和直流电压控制113 　　4.5.2储能系统的附加阻尼控制116 　　参考文献119

　　第5章单机无穷大电力系统阻尼转矩分析一一静止同步串联补偿器和统一潮流控制器120 　　5.1装有静止同步串联补偿器的单机无穷大电力系统120 　　5.1.1装有静止同步串联补偿器的单机无穷大电力系统模型120 　　5.1.2装有静止同步串联补偿器的单机无穷大电力系统扩展Phillips-Heffron模型123 　　5.1.3SSSC稳定器的设计126 　　5.1.4举例——装有静止同步串联补偿器的单机无穷大电力系统129 　　5.2装有统一潮流控制器的单机无穷大电力系统133 　　5.2.1统一潮流控制器的动态模型133 　　5.2.2装有统一潮流控制器的单机无穷大电力系统的非线性模型136 　　5.2.3装有统一潮流控制器的单机无穷大系统的线性化模型138 　　5.2.4选择统一潮流拄制器阻尼控制信号的附加方式145 　　5.2.5电力系统运行点变化时阻尼控制的鲁棒性147 　　5.2.6举例——装有UPFC稳定器的单机无穷大电力系统149 　　参考文献155

　　第6章装有电力系统稳定器的多机电力系统阻尼转矩分析156 　　6.1多机电力系统Phillips-Heffron模型156 　　6.2举例——建立线性化模型161 　　6.2.1状态变量初始值的计算162 　　6.2.2线性化模型163 　　6.3电力系统稳定器阻尼转矩分析及安装地点和反馈信号的选择167 　　6.4举例——两机电力系统稳定器安装地点选择172 　　6.5多机电力系统中电力系统稳定器的协调设计177 　　6.6多机电力系统中电力系统稳定器非负交互影响设计179 　　参考文献182

　　第7章多机电力系统阻尼转矩分析——灵活交流输电装置183 　　7.1装有晶闸管控制型灵活交流输电稳定器的多机电力系统线性化数学模型183 　　7.1.1装有静止无功补偿器的多机电力系统线性化数学模型183 　　7.1.2装有晶闸管控制串联补偿嚣的多机电力系统线性化数学模型187 　　7.1.3装有晶闸管控制移相器的多机电力系统线性化数学模型191 　　7.2装有静止同步补偿器或储能系统的多机系统线性化数学模型193 　　7.2.1多机电力系统数学模型193 　　7.2.2装有静止同步补偿器或储能系统的多机电力系统194 　　7.2.3装有静止同步补偿器或储能系统的多机电力系统线性化模型197 　　7.2.4阻尼转矩分析200 　　7.3举例1--静止同步补偿器203 　　7.4举例2--储能系统208 　　参考文献217

　　第8章阻尼转矩分析的图形解释及其应用一一单机无穷大电力系统218 　　8.1阻尼转矩分析的图形解释218 　　8.2STATCOM控制对电力系统振荡稳定性影响223 　　8.2.1理论分析223 　　8.2.2举例229 　　8.3BESS控制对电力系统振荡稳定性的影响234 　　8.3.1理论分析234 　　8.3.2举例240 　　参考文献245

　　第9章阻尼转矩分析的图形解释及其应用一一多机电力系统246 　　9.1多机电力系统中阻尼转矩分析图形觯释原理的推广应用246 　　9.1.1多机电力系统中线路功率振荡的线性化表达式246 　　9.1.2多机电力系统中稳定器向线路功率振荡提供正阻尼分量的形式249 　　9.1.3稳定器就地相位补偿设计251 　　9.2多机电力系统中PSS就地设计的相位补偿法252 　　9.3基于电压源变换器的电力装置的局部线性化模型259 　　9.3.1DC/AC电压源变换器电压控制的线性化模型259 　　9.3.2DC/AC电压源变换器的线性化动态方程261 　　9.3.3DC/AC电压源变换器接口电压的线性化变量263 　　9.3.4与线路功率变化相关联的线性化模型266 　　9.4燃料电池电厂稳定器设计269 　　9.4.1固态氧化物燃料电池电厂的动态模型269 　　9.4.2与线路功率变化相关联的燃料电池电厂的局部线性化模型272 　　9.4.3使用就地补偿法设计附加稳定器实例275 　　9.4.4接有燃料电池电厂的多机电力系统全系统的线性化模型279 　　9.5多机电力系统中储能系统稳定器控制的鲁棒性分析281 　　9.5.1多机电力系统中与线路功率变化相关联的储能系统局部线性化模型282 　　9.5.2储能系统稳定器控制的鲁棒性分析284 　　9.5.3举例-287 　　参考文献294

　　第10章新能源接入单机无穷大电力系统阻尼转矩分析296 　　10.1光伏发电厂接入电力系统阻尼转矩分析296 　　10.1.1光伏发电厂非线性动态模型296 　　10.1.2有光伏发电厂接入的单机无穷大电力系统动态模型298 　　10.1.3光伏发电厂影响电力系统振荡稳定性的阻尼转矩分析304 　　10.1.4举例306 　　10.2风电场接入电力系统阻尼转矩分析311 　　10.2.1双馈感应发电机的动态模型311 　　10.2.2双馈感应发电机控制系统模型313 　　10.2.3风电厂简化动态模型316 　　10.2.4风电厂接入单机无穷大电力系统319 　　10.2.5风电厂接入单机无穷大电力系统的线性化模型320 　　10.2.6风电厂提供的阻尼转矩327 　　10.2.7举例332 　　爹考文献334