《電力系統自動電壓控制》是2018年6月1日科學出版社出版的圖書，作者是孫宏斌、郭慶來、張伯明。
基本介紹
- 書名：電力系統自動電壓控制
- 作者：孫宏斌、郭慶來、張伯明
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2018年05月
- 頁數：384 頁
- 定價：168 元
- 開本：16 開
- 裝幀：精裝
- ISBN：9787030558367
- 版次：1
- 商品編碼：12392768
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《電力系統自動電壓控制》系統闡述了現代大規模電力系統自動電壓控制的基礎理論、關鍵技術和工程套用。《電力系統自動電壓控制》分為四篇共13章。第一篇基礎知識；第二篇基礎技術，包括控制模式、線上自適應分區、三級電壓控制、二級電壓控制、靜態電壓穩定預警等；第三篇介紹自動電壓控制中的高級協調問題，包括多級控制中心協調、安全與經濟協調、支撐大規模風電匯集接入的自律協同電壓控制；第四篇工程實踐，包括與 EMS 的集成、標準化技術、大規模電力系統的套用實例等。
圖書目錄
序
前言
第一篇 基礎知識
第1章 緒論 3
1.1 自動電壓控制的發展背景 3
1.2 AVC的發展歷史 4
1.2.1 基於OPF的兩層控制模式 4
1.2.2 基於分區的三層控制模式 5
1.2.3 三層電壓控制模式的發展 6
1.2.4 發展歷史小結 10
1.3 AVC的主要挑戰 11
第2章 基礎知識 14
2.1 基本概念 14
2.1.1 電壓偏移 14
2.1.2 無功功率 15
2.2 電壓水平與無功平衡 20
2.2.1 電壓水平 20
2.2.2 無功平衡 23
2.3 無功電源 23
2.3.1 同步發電機 24
2.3.2 同步調相機及同步電動機 24
2.3.3 靜電電容器 25
2.3.4 靜止無功補償器 26
2.3.5 高壓輸電線的充電功率 27
2.4 電壓控制措施 27
2.4.1 調節發電機勵磁 28
2.4.2 改變變壓器變比 29
2.4.3 利用並聯無功補償控制電壓 30
2.4.4 利用串聯無功補償控制電壓 30
2.5 潮流方程與靈敏度分析 32
第二篇 基礎技術
第3章 自動電壓控制模式 37
3.1 引言 37
3.2 分級遞階電壓控制模式 37
3.3 基於軟分區的三層電壓控制模式 40
3.4 電壓控制模式的演化關係 42
3.4.1 理想化最優控制模式 43
3.4.2 目標解耦性分析 45
3.4.3 時間解耦性分析 47
3.4.4 空間解耦性分析 50
3.4.5 對比總結 55
第4章 線上自適應分區方法 59
4.1 引言 59
4.2 無功源控制空間 61
4.2.1 基本思想 61
4.2.2 控制靈敏度求解 61
4.2.3 無功源空間構造過程 64
4.2.4 簡單示例 65
4.3 基於無功源空間的分區方法 67
4.3.1 聚類分析 67
4.3.2 算例研究 68
4.4 中樞母線選擇方法 73
4.4.1 原理與算法框架 74
4.4.2 中樞母線的選擇過程 75
4.4.3 算例分析 81
第5章 三級電壓控制 87
5.1 引言 87
5.2 OPF無功最佳化模型 87
5.3 軟體體系 88
5.4 功能 89
5.5 現場套用案例 90
5.5.1 聯絡線控制效果 90
5.5.2 網損控制效果 92
第6章 二級電壓控制 95
6.1 引言 95
6.2 不同控制方式下的協調 95
6.3 CSVC的基本思想 98
6.4 CSVC的數學模型 99
6.4.1 變數說明 99
6.4.2 目標函式 100
6.4.3 約束條件 102
6.4.4 緊急控制模式 103
6.5 仿真算例 104
6.5.1 IEEE39節點系統 104
6.5.2 江蘇實際電網 106
6.6 功能體系 110
6.6.1 控制策略計算 110
6.6.2 控制策略執行 110
6.6.3 閉鎖設定 111
第7章 靜態電壓穩定預警和預防控制 112
7.1 概述 112
7.2 奇異值分解法 113
7.3 標準連續型潮流計算方法 115
7.3.1 原理簡介 115
7.3.2 算法細節 116
7.4 連續潮流計算方法的改進 117
7.4.1 潮流計算中的PV-PQ節點類型轉換邏輯 117
7.4.2 基於動態潮流方程的連續潮流方法 119
7.5 故障型連續潮流 123
7.5.1 問題的列式 124
7.5.2 虛擬的靜態穩定臨界點 126
7.6 電壓穩定控制的模型和方法 127
7.6.1 控制靈敏度的計算方法 127
7.6.2 基於連續線性規劃的控制模型 128
第三篇 高級協調問題
第8章 多級控制中心的協調控制 133
8.1 概述 133
8.2 基本概念 134
8.2.1 協調關口 134
8.2.2 協調變數 136
8.2.3 協調約束 136
8.2.4 關口無功電壓耦合度關係 139
8.2.5 協調關口組 142
8.3 多級控制中心協調最佳化控制模式 145
8.4 強耦合的多級控制中心協調最佳化控制 147
8.4.1 特點分析 147
8.4.2 協調約束的生成 148
8.4.3 協調策略的產生 153
8.4.4 控制策略的執行 155
8.4.5 仿真控制效果 159
8.5 弱耦合的多級控制中心協調最佳化控制研究 163
8.5.1 弱耦合特點說明 163
8.5.2 省地協調電壓控制弱耦合特性分析 163
8.5.3 省地協調中協調約束的生成 165
8.5.4 省地協調中協調策略的產生 170
8.5.5 省地協調中協調策略的執行 174
8.5.6 仿真算例1 176
8.5.7 仿真算例2 179
第9章 安全與經濟的協調 182
9.1 概述 182
9.2 多目標最佳化和博弈論 183
9.2.1 多目標最佳化相關概念 183
9.2.2 博弈論相關概念 184
9.2.3 基於博弈理論求解多目標最佳化 186
9.3 多目標無功電壓最佳化模型 188
9.3.1 經濟安全指標 188
9.3.2 考慮安全和經濟的多目標無功電壓最佳化模型 190
9.3.3 多目標無功電壓最佳化模型的Pareto最優前沿 191
9.4 多目標無功電壓最佳化模型求解 195
9.4.1 基於合作博弈理論求解多目標無功電壓最佳化模型 195
9.4.2 傳統模型和新模型最優解關係 202
9.4.3 算例分析 204
9.5 安全方博弈決策的線上方法 212
9.5.1 狀態變化轉移因子特性 212
9.5.2 實用化的安全方決策方法 224
9.5.3 基於中樞節點的決策方法 226
9.6 考慮靜態電壓穩定性的模型與求解方法 229
9.6.1 考慮靜態電壓穩定性的SCOPF模型 229
9.6.2 考慮靜態電壓穩定性的M-ROPF模型 230
9.6.3 基於合作博弈理論的模型求解 235
9.6.4 算例分析 241
第10章 支撐大規模風電匯集接入的自律協同電壓控制 245
10.1 概述 245
10.1.1 背景與技術挑戰 245
10.1.2 自律協同控制架構 247
10.2 風電場AVC子站側自律控制 249
10.2.1 概述 249
10.2.2 目標函式 251
10.2.3 預測模型 252
10.2.4 風電場AVC子站功能 254
10.2.5 風電場AVC子站接口 255
10.3 系統級協同控制 257
10.3.1 概述 257
10.3.2 敏捷二級電壓控制 258
10.3.3 基於SCOPF的預防控制 261
10.4 現場套用案例 262
10.4.1 MPC控制效果 262
10.4.2 系統控制效果 268
第四篇 工程實踐
第11章 與EMS的集成 273
11.1 概述 273
11.2 外掛式集成 274
11.2.1 基本流程 274
11.2.2 IEC61970 CIM模型簡介 276
11.2.3 CIM模型的自動導出與解析 280
11.3 內嵌式集成 281
11.3.1 系統框架與數據互動 283
11.3.2 詳細設計分析 285
第12章 AVC相關標準化研究 298
12.1 概述 298
12.2 擴展原則 299
12.3 對現有AVC系統的分析 300
12.4 層次結構描述 301
12.5 與現有CIM結合 302
12.6 多控制中心之間的標準化信息互動 305
12.6.1 互動信息分析 305
12.6.2 信息模型定義 306
12.6.3 信息互動流程 310
第13章 大規模電力系統的套用實例 313
13.1 華北電網AVC 313
13.1.1 整體架構 314
13.1.2 主要功能 315
13.1.3 套用情況 317
13.2 南方電網網省地一體化協調電壓控制系統 319
13.2.1 系統結構 321
13.2.2 南網AVC功能 322
13.2.3 網省地數據互動流程 327
13.2.4 套用情況 328
13.2.5 小結 330
13.3 安全與經濟協調的AVC系統在PJM電網的套用 330
13.3.1 PJM電網介紹及其電壓控制現狀 330
13.3.2 AVC系統設計 332
13.3.3 控制效果評估 337
附錄
附錄A IEEE39節點系統數據 347
A.1 系統單線圖 347
A.2 運行約束 347
A.2.1 正常運行狀態的運行約束 347
A.2.2 預想故障設定及故障後約束 348
A.3 基態潮流 349
附錄B 電廠側電壓控制 351
B.1 概述 351
B.2 主站與電廠子站的協調策略 351
B.3 接口設計 353
B.3.1 子站與主站接口方式 353
B.3.2 子站上位機與下位機接口方式 353
B.3.3 子站實時數據採集方式 353
B.3.4 子站與DCS接口方式 354
B.4 功能體系 354
B.4.1 主要功能 354
B.4.2 安全約束條件 355
B.5 主站與子站通信方案 356
附錄C 變電站協調最佳化控制 358
C.1 概述 358
C.2 考慮變電站控制資源的協調全局最佳化 358
C.3 變電站直控模式 359
C.4 控制策略 360
C.4.1 控制目標 360
C.4.2 控制邏輯 361
C.5 功能設計 363
C.5.1 變電站控制建模 363
C.5.2 變電站閉環控制 364
附錄D 海外專家書評 368
D.1 美國能源部高級顧問、國家工程院院士Anjan Bose教授 368
D.2 美國國家工程院院士Joe H. Chow教授 370
D.3 美國國家工程院院士Yilu Liu教授 371
D.4 美國國家工程院院士Jay Giri博士 372
D.5 美國國家工程院院士、IEEE智慧型電網彙刊創刊主編Mohammad Shahidehpour教授 373
D.6 IEEE電力與能源協會主席Saifur Rahman教授 374
D.7 IEEE電力與能源協會前任主席Miroslav Begovic教授 375
D.8 IEEE電力系統彙刊主編 Nikos Hatziargyriou教授 376
D.9 IEEE可持續能源彙刊主編Bikash Pal教授 377
D.10 IEEE智慧型電網彙刊主編Jianhui Wang博
