具体描述
好的，这是一本关于高压输电系统暂态稳定分析与控制策略的图书简介。 --- 图书名称：高压输电系统暂态稳定分析与控制策略 导言：现代电力系统的核心挑战 随着全球能源结构的转型以及对供电可靠性要求的日益提高，现代高压输电系统正面临着前所未有的复杂性和挑战。大规模可再生能源的接入、长距离大容量输电的需求，使得电网的惯性显著下降，暂态过程的非线性特征愈发突出。在输电网络中，任何突发性故障，如短路、线路跳闸或发电机组的快速切除，都可能引发系统电压的剧烈波动和功角的失稳，甚至导致大面积停电事故。因此，深入理解并有效控制高压输电系统的暂态稳定，是确保电网安全、稳定运行的基石。 本书聚焦于高压输电系统在受到外部扰动时的动态响应特性、稳定裕度的评估方法，以及当前主流的先进控制技术在提升系统暂态稳定性方面的应用实践。 第一部分：高压输电系统的动态基础与建模 本部分旨在为读者建立坚实的理论基础，理解影响系统暂态行为的关键要素。 第一章：输电系统暂态现象的物理机理 详细阐述同步电机在不对称故障下的电磁暂态过程，包括故障发生、发展、切除的完整时间序列分析。重点讨论了次暂态、暂态和稳态过程之间的物理过渡，特别是电流、电压和转矩在故障瞬间的变化规律。 第二章：高压输电系统动态模型构建 系统介绍了当前电力系统仿真和分析所采用的同步电机、励磁系统、调速器等主要设备的简化与详细数学模型。针对高压直流（HVDC）输电和柔性交流输电系统（FACTS）对暂态过程的影响，引入了更精细的换流器动态模型和功率电子设备的控制结构，为后续的稳定性分析提供精确的计算基础。 第三章：暂态稳定性的定义与评估标准 清晰界定暂态稳定性的概念边界，区分功角稳定、电压稳定和频率稳定的关系。深入探讨了暂态稳定裕度的量化指标，如临界切除时间（Critical Clearing Time, CCT）的计算方法，并引入了能量函数法等先进的非线性稳定判据。 第二部分：暂态稳定分析方法与技术 本部分系统梳理了从经典到现代的暂态稳定性分析工具和技术，强调实际工程应用的可行性。 第四章：经典分析方法的回顾与局限性 回顾了基于等面积准则（Equal Area Criterion）的单机无穷大系统分析方法，并扩展至多机系统的简化场景。详细分析了该方法在考虑复杂励磁系统和先进控制器时的局限性，为过渡到更精确的数值方法奠定基础。 第五章：基于数值积分的仿真分析 详细介绍了牛顿-拉夫森法（Newton-Raphson）在线性化模型中的应用，以及在求解非线性微分-代数方程组（DAE）时的数值积分算法，如改进的欧拉法和龙格-库塔法。重点讨论了在进行大规模系统暂态仿真时，如何处理代数方程和微分方程的耦合求解问题，确保计算的稳定性和效率。 第六章：暂态稳定性边界的计算与前分法 介绍如何通过系统性地改变扰动大小或位置，来确定系统的稳定边界。重点阐述了“前分法”（Predictive Method）在预估系统在故障发生后状态方面的应用，该方法对于指导预想故障的设置具有重要意义。 第三部分：先进控制策略与稳定增强技术 本部分是全书的核心，集中探讨如何利用现代电力电子和控制理论技术，主动提高高压输电系统的动态性能和抗扰能力。 第七章：发电机励磁系统在稳定控制中的作用 深入分析了先进励磁控制技术，如快速响应励磁系统（Type PSS/E RCFAS）和基于同步发电机功角稳定器的（PSS）设计原理。讨论了如何通过优化励磁系统的参数，以有效地抑制系统振荡并提高暂态恢复能力。 第八章：先进串联补偿技术对暂态稳定的影响 研究了静止串联电容器（S S C）和可控串联补偿器（T S C/T S S C）等FACTS装置在稳定控制中的应用。分析了这些装置如何动态调节线路的有效电抗，从而缩短暂态稳定临界切除时间，尤其在轻载、长线路工况下的效果。 第九章：基于功率电子的系统稳定增强 系统介绍了统一潮流控制器（UPFC）、静止同步并联补偿器（STATCOM）在暂态稳定控制中的前沿应用。重点讲解了STATCOM如何通过快速的无功功率注入/吸收，有效支撑系统电压，快速抑制暂态过程中的电压跌落，从而提高系统对突发故障的抵御能力。 第十章：高可靠性电网的控制与保护协同 探讨了现代保护系统（如基于PMU的广域测量系统 WAMS）如何与暂态稳定控制策略相结合。讨论了智能断路器（Circuit Breaker）在快速隔离故障和实现最优网络重构中的作用，以实现故障后的快速恢复和动态重构，最大限度地维持系统运行的稳定性。 结论与展望 本书不仅提供了高压输电系统暂态稳定分析的全面理论框架和计算工具，更侧重于面向工程应用的先进控制技术。未来的电网将更加依赖于柔性、快速响应的控制系统来维持稳定。本书内容将为电力系统规划设计人员、运行维护工程师，以及从事电力系统动态稳定研究的研究生和学者提供一本系统而深入的参考手册。 ---
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