内容簡介
本書共分10章，包括電力系統穩态和暫态兩部分。穩态部分共6章，主要内容包括電力系統概述、電網等值電路和參數計算、電力系統潮流計算、電力系統計算機潮流計算、電力系統有功功率與頻率、電力系統無功功率和電壓；暫态部分共4章，主要内容包括電力系統對稱故障分析、電力系統不對稱故障的分析與計算、電力系統靜态穩定性、電力系統暫态穩定性。本書重點闡述電力系統分析涉及的元件模型和計算機分析方法，全面論述發電、輸變電和配電系統的構成、設計、運行以及管理的基本理論和設計計算方法，具有内容全面、實用性強、方便教學等特點。每章都有一定數量的例題和習題，以便于教師授課和學生的學習。本書可作為電氣工程類電力系統及其自動化專業的專業教材，也可作為其他強電專業的教學用書，同時亦可作為從事電力工作的工程技術人員的參考書。
電力系統是由發電、變電、輸電、配電、用電等環節組成的電能生産與消費系統。它的功能是将自然界的一次能源通過發電動力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機、發電機及電廠輔助生産系統等）轉化成電能,再經輸電、變電系統及配電系統将電能供應到各負荷中心，通過各種設備再轉換成動力、熱、光等不同形式的能量，為地區經濟和人民生活服務。電力系統的出現，使高效、無污染、使用方便、易于調控的電能得到廣泛應用，推動了社會生産各個領域的變化，開創了電力時代，引發了第二次技術革命。電力系統的規模和技術水準已成為一個國家經濟發展水平的标志之一。電力系統分析是研究電力系統在穩态和暫态過程中的各種行為特性及其調控技術的，應用性極強又具有系統理論體系的學科。
本書着重于基本概念和基本計算方法的闡述，編者根據培養應用型人才的需要，力求理論與實踐相結合。鑒于計算機的普及應用，本書對潮流計算等計算機算法也作了詳細的叙述。
本書的特點是以工程應用作為出發點，重點培養解決實際工程技術問題的能力。在闡明基本原理的情況下，減少理論推導，使内容通俗易懂。通過例題和設計實例,使學生較好地理解和掌握所學的知識。
作品目錄
第1章 電力系統概述 1
1.1 電力系統概述 1
1.1.1 電力系統基本概念 1
1.1.2 電力系統發展概況 2
1.2 電力系統新技術的應用和發展 5
1.2.1 電力系統新技術的應用 5
1.2.2 電力系統發展趨勢 6
*1.3 我國電力系統管理結構 9
1.3.1 電網公司 9
1.3.2 發電集團 9
1.4 電力系統電壓等級及電能質量 11
1.4.1 電力系統電壓等級 11
1.4.2 電力系統電能質量 12
*1.5 用電安全與電力發展新技術 13
1.5.1 用電安全 13
1.5.2 新能源發電技術 15
1.5.3 柔性交流輸電技術 16
1.5.4 智能電網技術 18
小結 20
習題 20
第2章 電網等值電路和參數計算 22
2.1 電力線路及其參數計算 22
2.1.1 電力線路概述 22
2.1.2 電力線路架設與絕緣子 25
2.1.3 電力架空線路參數計算 28
*2.1.4 電纜線路參數計算 33
2.2 輸電線路參數及等值電路 35
2.2.1 一般線路的等值電路 35
2.2.2 長距離線路的分布參數等值模型 37
2.3 變壓器等值電路及參數 38
2.3.1 變壓器的主要特性及額定參數 38
2.3.2 雙繞組變壓器的參數和等值模型 40
2.3.3 三繞組變壓器的參數和等值模型 43
2.3.4 自耦變壓器的參數和等值模型 46
2.4 發電機的等值電路及參數 46
2.5 負荷的等值電路及參數 48
2.5.1 機理式負荷模型 48
2.5.2 輸入/輸出式負荷模型 48
2.6 電力系統的等值網絡 50
小結 52
習題 53
第3章 電力系統潮流計算 55
3.1 電力線路運行狀況的分析與計算 55
3.1.1 電力線路上的功率損耗和電壓降落計算 56
3.1.2 線路運行狀況的分析 60
3.1.3 變壓器的電壓降落、功率損耗 61
3.2 輻射形網絡的潮流分布 64
3.2.1 簡單輻射網絡的潮流計算 64
*3.2.2 面向支路的配電網前推回代潮流算法及其收斂性分析 66
3.3 簡單環形網絡的潮流計算 70
3.4 網絡變換 74
3.5 電力網絡潮流的調整控制 76
小結 78
習題 78
第4章 電力系統計算機潮流計算 81
4.1 潮流計算方程 81
4.1.1 支路潮流 81
4.1.2 節點功率方程 82
4.1.3 節點複功率方程 82
4.1.4 用直角坐标表示的電力系統節點功率方程 83
4.1.5 極坐标表示的節點功率方程 84
4.2 高斯-賽德爾叠代法 86
4.2.1 高斯-賽德爾叠代基本原理 86
4.2.2 電力系統潮流計算的高斯-賽德爾叠代法 87
4.3 牛頓-拉夫遜法 89
4.3.1 牛頓-拉夫遜法的基本原理 89
4.3.2 直角坐标節點功率方程的牛頓-拉夫遜法 90
4.3.3 極坐标節點功率方程的牛頓-拉夫遜法 92
4.4 PQ解耦法 94
小結 95
習題 96
第5章 電力系統有功功率與頻率 98
5.1 電力系統有功功率的平衡 98
5.1.1 頻率及有功功率調節的意義 98
5.1.2 電力系統頻率及有功功率的分層控制 99
5.2 電力系統的頻率特性 100
5.2.1 電力系統負荷的頻率特性 101
5.2.2 發電機組的頻率特性 102
5.2.3 電力系統的頻率特性及其控制 107
5.2.4 聯合電力系統的頻率控制 108
5.3 電力系統的自動調頻方法 109
5.3.1 主導發電機法 110
5.3.2 積差調節法 111
5.3.3 聯合自動調頻 113
5.3.4 聯合電力系統的調頻 114
*5.4 電力系統頻率調節系統的動态特性 116
5.4.1 調節系統的傳遞函數 116
5.4.2 頻率調節系統的動态特性 122
5.5 電力系統有功功率經濟分配控制 126
5.5.1 發電設備的經濟特性 126
5.5.2 等微增率準則 127
5.5.3 考慮網絡損耗的負荷經濟分配 129
小結 131
習題 131
第6章 電力系統無功功率和電壓 133
6.1 電力系統總無功功率的平衡 133
6.1.1 無功功率負荷和無功功率損耗 133
6.1.2 電網中的無功電源 135
6.1.3 無功功率平衡 138
6.2 電力系統的電壓調整 139
6.2.1 調整電壓的必要性 139
6.2.2 電壓波動和電壓管理 139
*6.2.3 電力系統最優潮流 143
6.3 電壓調整的措施 143
6.3.1 通過改變發電機端電壓調壓 144
6.3.2 通過改變變壓器變比調壓 145
6.3.3 通過補償設備調壓和組合調壓 149
6.3.4 線路串聯補償電容改善電壓質量 150
小結 151
習題 152
第7章 電力系統對稱故障分析 154
7.1 短路的基本概念 154
7.1.1 短路的定義及其種類 154
7.1.2 标幺值 155
7.2 無限大功率電源供電的三相短路分析 156
*7.3 同步發電機突然三相短路分析 160
7.3.1 同步發電機突然三相短路的物理過程及短路電流近似分析 160
7.3.2 同步發電機的基本方程、參數和等值電路 163
7.4 三相短路的實用計算 170
7.4.1 周期電流起始值的計算 170
7.4.2 短路電流計算機算法原理 172
小結 173
習題 174
第8章 電力系統不對稱故障的分析與計算 178
8.1 對稱分量法 178
8.1.1 對稱分量法概述 179
8.1.2 對稱分量法的應用 181
8.1.3 三相對稱元件序分量的獨立性 182
8.2 電力系統元件的序參數和等值電路 183
8.2.1 架空線路的序阻抗和等值電路 183
8.2.2 電纜線路的零序阻抗 185
8.2.3 變壓器的各序參數和等值電路 186
8.2.4 旋轉電機的各序參數 188
8.3 不對稱短路的分析計算 189
8.3.1 各種不對稱短路時故障處的短路電流和電壓 189
8.3.2 非故障處電流、電壓的計算 200
小結 204
習題 204
第9章 電力系統靜态穩定性 207
9.1 簡單電力系統的靜态穩定性 207
9.2 自動勵磁調節器對靜态穩定的影響 212
9.3 電力系統靜态穩定分析計算工程化方法 223
*9.4 電力系統的電壓穩定性 227
小結 229
習題 230
第10章 電力系統暫态穩定性 232
10.1 電力系統暫态穩定性 232
10.2 簡單電力系統暫态穩定的分析計算 233
10.3 簡單電力系統暫态穩定判斷的極值比較法 236
10.4 考慮調節系統作用時暫态過程的計算 241
10.5 複雜電力系統暫态穩定的分析計算 243
10.5.1 大擾動後各發電機轉子運動的特點 243
10.5.2 複雜電力系統暫态穩定計算的原理和特點 244
10.5.3 複雜電力系統暫态穩定的判據 246
10.5.4 暫态穩定計算用的網絡模型 247
*10.6 電力系統異步運行 249
小結 253
習題 253
