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第1章　绪论1

1.1　电力系统建模的重要意义1

1.2　电力系统建模的基本概念2

1.2.1　电力系统模型2

1.2.2　电力系统建模2

1.2.3　电力系统辨识2

1.2.4　电力系统建模对象3

1.3　电力系统建模的研究概述3

1.3.1　研究的难点3

1.3.2　研究的历程4

1.3.3　研究的趋势4

参考文献5

第2章　电力系统建模的基本理论6

2.1　电力系统建模的基本途径6

2.1.1　基于元件机理的方法6

2.1.2　基于测量辨识的方法6

2.1.3　基于仿真拟合的方法7

2.1.4　混合方法8

2.2　电力系统模型的结构特性8

2.2.1　灵敏度8

2.2.2 可辨识性14

2.2.3 可区分性26

2.2.4 可解耦性27

2.2.5　难易度29

2.3　电力系统线性模型的辨识方法31

2.3.1　参数辨识概述31

2.3.2　时域辨识方法32

2.3.3　频域辨识方法34

2.4　电力系统非线性模型的辨识方法38

2.4.1　基本原理38

2.4.2　电力系统非线性辨识的遗传方法40

2.4.3　电力系统非线性辨识的进化策略方法44

2.4.4　电力系统非线性辨识的蚁群方法46

参考文献48

第3章　电力系统建模的基本技术51

3.1　电力系统建模的数据采集与处理51

3.1.1　数据的来源51

3.1.2　数据的采集51

3.1.3　数据的处理53

3.2　电力系统建模的WAMS平台57

3.2.1　WAMS系统结构57

3.2.2　相量测量方法60

3.2.3　功角测量方法63

3.3　电力系统建模的校验方法66

3.3.1　基于残差的校验66

3.3.2　基于干扰的校验67

3.3.3　基于功率谱密度的前验67

3.3.4　仿真算例67

3.3.5　应用实例70

3.4　电力系统建模系统72

3.4.1　节点级建模装置72

3.4.2　系统级建模系统73

3.4.3　分层次一体化建模系统75

参考文献78

第4章　同步发电机组的建模80

4.1　概述80

4.1.1　研究意义80

4.1.2　研究现状81

4.1.3　研究趋势82

4.2　同步发电机的模型83

4.2.1　同步发电机的Park模型83

4.2.2　同步发电机的实用模型85

4.2.3　Park模型与实用模型的参数关系88

4.3　同步发电机建模的抛载方法95

4.3.1　抛载后的动态过程95

4.3.2　参数辨识97

4.3.3　仿真算例99

4.4　同步发电机建模的时域方法101

4.4.1　基于实用模型的参数辨识101

4.4.2　基于Park模型的参数辨识111

4.5　同步发电机建模的频域方法119

4.5.1　基本原理119

4.5.2　可辨识性分析120

4.5.3　频域灵敏度分析122

4.5.4　仿真算例123

4.6　同步发电机建模中的饱和问题127

4.6.1　同步发电机的饱和效应127

4.6.2　计及饱和的模型128

4.6.3　仿真算例128

4.7　励磁系统的建模131

4.7.1　励磁系统的组成131

4.7.2　励磁功率部分的模型132

4.7.3　电压测量与电流补偿部分的模型136

4.7.4　励磁控制部分模型137

4.7.5　电力系统稳定器的模型138

4.7.6　各种限制与保护的模型138

4.7.7　励磁系统的参数实测138

4.8　原动机及其调速系统的建模141

4.8.1　原动机的模型141

4.8.2　调速系统的模型145

4.8.3　原动机与调速系统的参数实测149

参考文献151

第5章　电力系统的动态等值建模154

5.1　概述154

5.1.1　动态等值的目的意义154

5.1.2　动态等值的研究内容154

5.1.3　动态等值的研究进展155

5.2　动态等值的方式157

5.2.1　动态等值的方式157

5.2.2　异步迭代算法159

5.3　动态等值的模型166

5.3.1　动态等值模型的结构167

5.3.2　缓冲网节点的选择168

5.3.3　动态等值模型的方程169

5.4　动态等值建模的同调方法171

5.4.1　基本原理171

5.4.2　发电机群的动态等值172

5.4.3　电动机群的动态等值186

5.4.4　剩余网络的化简191

5.4.5　仿真算例192

5.5　动态等值的辨识方法212

5.5.1　基本原理212

5.5.2　动态等值模型的可辨识性213

5.5.3　动态等值模型的参数辨识217

5.5.4　动态等值的混合方法218

5.5.5　仿真验证219

5.5.6　工程实例221

5.6　动态等值的模态方法223

5.6.1　近似线性化模态方法223

5.6.2　精确线性化模态方法224

5.7　配电网的动态等值232

5.7.1　配电网动态等值的模型结构233

5.7.2　配电网动态等值的方法233

5.7.3　仿真算例237

5.8　地区电网的模型拼接239

参考文献240

第6章　电力系统的负荷建模244

6.1　概述244

6.2　电力负荷的模型246

6.2.1　经典负荷模型的结构246

6.2.2　综合负荷模型的结构246

6.2.3　负荷模型的方程247

6.3　CLM建模的时域方法249

6.3.1　基本原理249

6.3.2　可辨识性分析250

6.3.3　参数辨识方法254

6.3.4　参数辨识实例256

6.4　CLM建模的频域方法258

6.4.1　传递函数模型258

6.4.2　仿真算例260

6.5　SLM建模的时域方法265

6.5.1　可辨识性分析265

6.5.2　简化SLM的参数辨识271

6.5.3　完整SLM的参数辨识274

6.5.4　带理想变压器SLM的参数辨识283

参考文献289

第7章　电力系统的其他建模294

7.1　输电线路的建模294

7.1.1　概述294

7.1.2　单电网断面下的参数可观测性分析294

7.1.3　多电网断面下的参数估计296

7.1.4　基于PMU的线路参数估计297

7.1.5　算例验证298

7.2　火电厂动力系统的建模299

7.2.1　火电厂动力系统模型300

7.2.2　交互影响计算分析300

7.3　水电厂动力系统的建模305

7.3.1　水电厂动力系统的模型305

7.3.2　单机带负荷下的仿真算例307

7.3.3　大干扰下的仿真算例310

7.3.4　小干扰下的仿真算例312

7.4　风力发电系统的建模315

7.4.1　概述315

7.4.2　基于双馈感应式发电机的风力发电系统的模型318

7.4.3　基于直接驱动永磁发电机的风力发电系统模型326

7.4.4　风电场的动态等值建模332

7.5　微网的建模343

7.5.1　概述344

7.5.2　微网的元件模型345

7.5.3　微网的总体模型347

参考文献351

第8章　广域电力系统的整体建模355

8.1　概述355

8.2　广域电力系统整体建模的基本方法356

8.2.1　基本步骤356

8.2.2　特征变量356

8.2.3　节点分类357

8.2.4　系统指标358

8.2.5　确定重点参数358

8.3　广域电力系统整体建模的参数辨识360

8.3.1　参数优化360

8.3.2　软硬件实现360

8.3.3　仿真算例363

8.4　广域电力系统整体建模的一些对比370

8.4.1　不同建模方法的对比370

8.4.2　不同误差指标的对比372

8.4.3　不同观测变量的对比373

参考文献377

附录A　IEEE 10机39节点系统379

附录B　IEEE 3机9节点系统383