電力系統(tǒng)暫態(tài)與動(dòng)態(tài)過(guò)程數(shù)值分析

譯者序
原書(shū)前言
第 １ 章 電路理論應(yīng)用方法和數(shù)值電磁分析介紹 １
１. １ 基于電路理論方法的 ＥＭＴＰ １
１. １. １ ＥＭＴＰ 原型概述 １
１. １. ２ 節(jié)點(diǎn)分析法 ３
１. １. ３ 等效電阻電路 ４
１. １. ４ 稀疏矩陣 ６
１. １. ５ 頻率相關(guān)線(xiàn)路模型 ７
１. １. ６ 變壓器 ７
１. １. ７ 三相同步電機(jī) ８
１. １. ８ 通用電機(jī) ９
１. １. ９ 開(kāi)關(guān) １０
１. １. １０ 避雷器和保護(hù)間隙 （角形避雷器） １３
１. １. １１ 包含非線(xiàn)性元件 １５
１. １. １２ ＴＡＣＳ １６
１. １. １３ ＭＯＤＥＬＳ （ＥＭＴＰ － ＡＴＰ 中的實(shí)現(xiàn)） １７
１. １. １４ ＥＭＴＰ 中制定的電力系統(tǒng)元件 １９
１. １. １５ 基本輸入數(shù)據(jù) １９
１. ２ 數(shù)值電磁分析 ３０
１. ２. １ 引言 ３０
１. ２. ２ 麥克斯韋方程 ３０
１. ２. ３ ＮＥＡ 方法 ３１
１. ２. ４ 時(shí)域和頻域的矩量法 ３２
１. ２. ５ 時(shí)域有限差分法 ３３
１. ３ 結(jié)論 ３４
參考文獻(xiàn) ３４
第 ２ 章 ＥＭＴＰ － ＡＴＰ ３８
２. １ 引言 ３８
２. ２ 性能 ３９
２. ２. １ 概述 ３９
２. ２. ２ 內(nèi)置電氣元件 ４０
２. ２. ３ 嵌入式仿真模塊 ＴＡＣＳ 和 ＭＯＤＥＬＳ ４０
２. ２. ４ 輔助模塊 ４１
２. ２. ５ 頻域分析 ４２
２. ２. ６ 潮流選項(xiàng)———ＦＩＸ ＳＯＵＲＣＥ ４２
２. ２. ７ 典型電力系統(tǒng)研究 ４３
２. ３ 解決方法 ４３
２. ３. １ 開(kāi)關(guān) ４４
２. ３. ２ 非線(xiàn)性 ４７
２. ３. ３ 傳輸線(xiàn) ４８
２. ３. ４ 電機(jī) ５０
２. ４ 控制系統(tǒng) ５１
２. ４. １ ＴＡＣＳ ５１
２. ４. ２ ＭＯＤＥＬＳ ５３
２. ４. ３ 用戶(hù)自定義組件 （ｔｙｐｅ － ９４） ５４
２. ５ 圖形預(yù)處理器 ＡＴＰＤｒａｗ ５５
２. ５. １ 主要功能 ５６
２. ５. ２ 輸入對(duì)話(huà)框 ５８
２. ５. ３ 線(xiàn)路和電纜建?！蹋茫?模塊 ５８
２. ５. ４ 變壓器建模———ＸＦＭＲ 模塊 ５９
２. ５. ５ 電機(jī)建?！祝椋睿洌螅?模塊 ６０
２. ５. ６ ＭＯＤＥＬＳ 模塊 ６１
２. ６ 其他仿真后處理和仿真預(yù)處理程序 ６２
２. ６. １ 查看和創(chuàng)建科學(xué)繪圖的 ＰｌｏｔＸＹ 程序 ６２
２. ６. ２ ＡＴＰＤｅｓｉｇｎｅｒ———電力網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和仿真 ６２
２. ６. ３ ＡＴＰ Ａｎａｌｙｚｅｒ ６５
２. ７ 算例 ６６
２. ７. １ 雷電研究———線(xiàn)路建模、 閃絡(luò)和電流波動(dòng) ６６
２. ７. ２ 中性點(diǎn)線(xiàn)圈調(diào)諧———優(yōu)化 ７０
２. ７. ３ 電弧建模 ７２
２. ７. ４ 變壓器勵(lì)磁涌流計(jì)算 ７４
２. ７. ５ 電力系統(tǒng)工具箱： 繼電器 ７９
參考文獻(xiàn) ８５
第 ３ 章 ＥＭＴＰ － ＲＶ 電磁暫態(tài)仿真 ８８
３. １ 引言 ８８
３. ２ ＥＭＴＰ 的主要模塊 ８８
３. ３ 圖形用戶(hù)界面 ８９
３. ４ 穩(wěn)態(tài)和時(shí)域解的 ＥＭＴＰ 網(wǎng)絡(luò)方程公式 ９１
３. ４. １ ＥＭＴＰ 中使用的修正增廣節(jié)點(diǎn)分析 ９１
３. ４. ２ 狀態(tài)空間分析 ９６
３. ５ 控制系統(tǒng) ９７
３. ６ 多相潮流解和初始化 ９９
３. ６. １ 潮流約束 １０１
３. ６. ２ 潮流方程的初始化 １０２
３. ６. ３ 穩(wěn)態(tài)解的初始化 １０２
３. ７ 實(shí)現(xiàn) １０２
３. ８ ＥＭＴＰ 模型 １０３
３. ９ 外部編程接口 １０４
３. １０ 應(yīng)用示例 １０４
３. １０. １ 開(kāi)關(guān)暫態(tài)研究 １０５
３. １０. ２ ＩＥＥＥ － ３９ 節(jié)點(diǎn)基準(zhǔn)算例 １０６
３. １０. ３ 風(fēng)力發(fā)電 １０６
３. １０. ４ 地磁擾動(dòng) １１０
３. １０. ５ ＨＶＤＣ 輸電 １１０
３. １０. ６ 規(guī)模非常大的系統(tǒng) １１２
３. １１ 結(jié)論 １１４
參考文獻(xiàn) １１４
第 ４ 章 ＥＭＴＤＣ ／ＰＳＣＡＤ １１７
４. １ 引言 １１７
４. ２ ＥＭＴＤＣ 的功能 １１９
４. ３ 時(shí)間步長(zhǎng)之間的插值 １２０
４. ４ 用戶(hù)建模 １２３
４. ５ 其他程序接口 １２３
４. ５. １ 與 ＭＡＴＬＡＢ ／ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的接口 １２３
４. ５. ２ 與 Ｅ － ＴＲＡＮ 轉(zhuǎn)換器的接口 １２３
４. ６ ＰＳＣＡＤ 中的操作 １２６
４. ６. １ ＰＳＣＡＤ 中的基本操作 １２６
４. ６. ２ 混合仿真 １２７
４. ６. ３ 電力系統(tǒng)設(shè)備的準(zhǔn)確建模 １２８
４. ６. ４ 大型復(fù)雜的電力系統(tǒng)模型 １２８
４. ７ ＰＳＣＡＤ 的專(zhuān)業(yè)研究 １２９
４. ７. １ 全局增益裕度 １２９
４. ７. ２ 多控制功能優(yōu)化 １２９
４. ７. ３ 次同步振蕩 １２９
４. ７. ４ 次同步控制交互 １３０
４. ７. ５ 諧波頻率掃描 １３１
４. ８ ＰＳＣＡＤ 的進(jìn)一步開(kāi)發(fā) １３１
４. ８. １ 并行處理 １３１
４. ８. ２ 大型系統(tǒng)研究的通信、 安全和管理 １３２
４. ９ ＰＳＣＡＤ 在電纜暫態(tài)方面的應(yīng)用 １３３
４. ９. １ 仿真設(shè)置 １３３
４. ９. ２ 用于電纜常數(shù)計(jì)算的參數(shù) １３６
４. ９. ３ 電纜模型的改進(jìn) １３８
４. ９. ４ ＰＳＣＡＤ 應(yīng)用于電纜暫態(tài)的總結(jié) １４１
４. １０ 結(jié)論 １４２
參考文獻(xiàn) １４３
第 ５ 章 ＸＴＡＰ １４５
５. １ 引言 １４５
５. ２ 基于 ２Ｓ － ＤＩＲＫ 方法的數(shù)值積分 １４５
５. ２. １ ２Ｓ － ＤＩＲＫ 積分算法 １４６
５. ２. ２ 線(xiàn)性電感和電容公式 １４７
５. ２. ３ 與其他積分方法的分析精度比較 １４８
５. ２. ４ 與其他積分方法的分析穩(wěn)定性和剛性衰減比較 １４９
５. ２. ５ 與其他積分方法的數(shù)值比較 １５１
５. ３ 基于魯棒高效迭代方案的求解方法 １５８
５. ３. １ 問(wèn)題描述 １５８
５. ３. ２ 迭代方法 １５９
５. ３. ３ ＸＴＡＰ 中使用的迭代方案 １６３
５. ３. ４ 數(shù)值算例 １６３
５. ４ 穩(wěn)態(tài)初始化方法 １７１
５. ５ 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的仿真代碼 １７２
參考文獻(xiàn) １７３
第 ６ 章 采用時(shí)域有限差分法的數(shù)值電磁分析 １７７
６. １ 引言 １７７
６. ２ ＦＤＴＤ 法 １７７
６. ２. １ 基礎(chǔ) １７７
６. ２. ２ 優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) １８０
６. ３ 雷電回?fù)敉ǖ篮图?lì)的表示 １８０
６. ３. １ 雷電回?fù)敉ǖ?１８０
６. ３. ２ 激勵(lì) １８２
６. ４ 應(yīng)用 １８３
６. ４. １ 近距離和遠(yuǎn)距離的雷電電磁場(chǎng) １８３
６. ４. ２ 架空輸電線(xiàn)路和塔架上的雷電浪涌 １８７
６. ４. ３ 架空配電線(xiàn)路上的雷電浪涌 １９２
６. ４. ４ 變電站的雷電電磁環(huán)境 １９５
６. ４. ５ 飛行器的雷電電磁環(huán)境 １９５
６. ４. ６ 建筑物的雷電浪涌和電磁環(huán)境 １９５
６. ４. ７ 接地電極浪涌 １９５
６. ５ 結(jié)論 １９６
參考文獻(xiàn) １９６
第 ７ 章 采用 ＰＥＥＣ 法的數(shù)值電磁分析 ２０４
７. １ 混合勢(shì)積分方程 ２０６
７. ２ 廣義 ＰＥＥＣ 模型 ２０７
７. ２. １ 廣義 ＰＥＥＣ 法的推導(dǎo) ２０７
７. ２. ２ ＰＥＥＣ 法的電路解釋 ２１２
７. ２. ３ ＰＥＥＣ 元的離散化 ２１３
７. ２. ４ 平面半空間的 ＰＥＥＣ 模型 ２１３
７. ３ ＰＥＥＣ 模型的相關(guān)近似 ２１４
７. ３. １ 中心到中心的延遲近似 ２１４
７. ３. ２ 準(zhǔn)靜態(tài) ＰＥＥＣ 模型 ２１５
７. ３. ３ 微元的計(jì)算 ２１６
７. ４ 矩陣公式和解 ２１８
７. ４. １ 頻域電路方程和解 ２１９
７. ４. ２ 時(shí)域電路方程和解 ２２１
７. ５ ＰＥＥＣ 模型的穩(wěn)定性 ２２３
７. ５. １ ＋ ＰＥＥＣ 公式 ２２３
７. ５. ２ 并聯(lián)阻尼電阻 ２２４
７. ６ ＰＥＥＣ 模型的電磁場(chǎng)計(jì)算 ２２４
７. ７ 應(yīng)用示例 ２２６
７. ７. １ 輸電桿塔的浪涌特性 ２２６
７. ７. ２ 接地系統(tǒng)的浪涌特性 ２３２
參考文獻(xiàn) ２３４
第 ８ 章 可再生能源系統(tǒng)組件中的雷電浪涌 ２３８
８. １ 風(fēng)力機(jī)中的雷電浪涌 ２３８
８. １. １ 風(fēng)力機(jī)上雷電浪涌傳播引起的過(guò)電壓 ２３８
８. １. ２ 風(fēng)力機(jī)的接地特性 ２４６
８. １. ３ 雷電事故及其調(diào)查示例 ２５４
８. ２ 太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng) ２６３
８. ２. １ ＭＷ 級(jí)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的雷電浪涌 ２６４
８. ２. ２ 雷擊太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)引起的過(guò)電壓 ２７８
參考文獻(xiàn) ２８５
第 ９ 章 風(fēng)電場(chǎng)和匯流系統(tǒng)中的浪涌 ２８９
９. １ 引言 ２８９
９. ２ 冬季雷電和逆流浪涌 ２９０
９. ３ 風(fēng)力機(jī)和風(fēng)電場(chǎng)的接地系統(tǒng) ２９１
９. ３. １ 風(fēng)力機(jī)的接地系統(tǒng) ２９１
９. ３. ２ 風(fēng)電場(chǎng)的接地系統(tǒng) ２９２
９. ４ 風(fēng)電場(chǎng)雷電浪涌分析模型 ２９２
９. ４. １ 風(fēng)電場(chǎng)模型 ２９２
９. ４. ２ 冬季防雷模型 ２９４
９. ４. ３ 浪涌保護(hù)裝置 （ＳＰＤ） 型號(hào) ２９４
９. ４. ４ ＡＲＥＮＥ 和 ＥＭＴＤＣ ／ＰＳＣＡＤ 之間的比較分析 ２９５
９. ５ 逆流浪涌引發(fā) ＳＰＤ 燒毀事件的原理 ２９６
９. ５. １ 風(fēng)電場(chǎng)中浪涌傳播的分析 ２９６
９. ５. ２ 浪涌波形的詳細(xì)分析 ２９７
９. ６ 架空地線(xiàn)防止逆流浪涌的影響 ２９８
９. ６. １ 風(fēng)電場(chǎng)中匯流線(xiàn)的模型 ２９８
９. ６. ２ ＳＰＤ 的波形觀(guān)察 ３００
９. ６. ３ ＳＰＤ 燒毀的概率評(píng)估 ３００
９. ６. ４ 接地系統(tǒng)電位上升的評(píng)估 ３０２
９. ７ 結(jié)論 ３０３
符號(hào)和縮略語(yǔ) ３０４
致謝 ３０５
參考文獻(xiàn) ３０５
第 １０ 章 保護(hù)裝置： 故障測(cè)距裝置和高速開(kāi)關(guān)設(shè)備 ３０７
１０. １ 引言 ３０７
１０. ２ 故障測(cè)距 ３０７
１０. ２. １ 故障測(cè)距算法 ３０７
１０. ２. ２ 使用 ＭＯＤＥＬＳ 描述故障測(cè)距模型 ３０８
１０. ２. ３ 故障電弧特性影響的研究 ３１０
１０. ２. ４ 設(shè)備測(cè)量輸入誤差的影響研究 ３１３
１０. ３ 高速開(kāi)關(guān)設(shè)備 ３１８
１０. ３. １ 建模方法 ３１８
１０. ３. ２ 與測(cè)量結(jié)果的比較 ３１９
１０. ３. ３ 電壓跌落幅值的影響 ３２０
１０. ４ 結(jié)論 ３２３
參考文獻(xiàn) ３２３
第 １１ 章 過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合 ３２６
１１. １ 過(guò)電壓分類(lèi) ３２６
１１. １. １ 暫時(shí)過(guò)電壓 ３２６
１１. １. ２ 緩波頭過(guò)電壓 ３２７
１１. １. ３ 快波頭過(guò)電壓 ３２８
１１. １. ４ 極快波頭過(guò)電壓 ３２９
１１. ２ 絕緣配合研究 ３２９
１１. ２. １ 研究流程 ３２９
１１. ２. ２ 過(guò)電壓類(lèi)型的確定 ３３０
１１. ２. ３ 確定過(guò)電壓類(lèi)型之后的研究步驟 ３３１
１１. ３ 避雷器的選擇 ３３２
１１. ３. １ 持續(xù)工作電壓 ３３３
１１. ３. ２ 額定電壓 ３３３
１１. ３. ３ 額定放電電流 ３３３
１１. ３. ４ 防護(hù)等級(jí) ３３４
１１. ３. ５ 能量吸收能力 ３３４
１１. ３. ６ 額定短路電流 ３３５
１１. ３. ７ 研究流程 ３３５
１１. ４ 暫態(tài)分析示例 ３３６
１１. ４. １ 模型設(shè)置 ３３６
１１. ４. ２ 分析結(jié)果 ３４２
參考文獻(xiàn) ３４６
第 １２ 章 ＦＡＣＴＳ： 電壓源型變換器 ３４８
１２. １ 類(lèi)別 ３４８
１２. ２ 控制系統(tǒng)和仿真建模 ３４９
１２. ３ ＳＴＡＴＣＯＭ 的應(yīng)用 ３５１
１２. ３. １ 電壓波動(dòng) ３５２
１２. ３. ２ 小干擾穩(wěn)定性 ３５２
１２. ３. ３ 電壓穩(wěn)定性 ３５４
１２. ３. ４ 暫態(tài)穩(wěn)定性 ３５６
１２. ３. ５ 抑制過(guò)電壓 ３５８
１２. ４ 高次諧波諧振現(xiàn)象 ３５９
１２. ４. １ 高次諧波諧振現(xiàn)象概述 ３５９
１２. ４. ２ 高次諧波諧振現(xiàn)象的原理 ３６５
１２. ４. ３ 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) ３６６
１２. ４. ４ 注意事項(xiàng)和應(yīng)對(duì)方法 ３６７
參考文獻(xiàn) ３６９
第 １３ 章 ＳＶＣ 在電纜系統(tǒng)中的應(yīng)用 ３７１
１３. １ 孤島的交流電纜互連 ３７１
１３. ２ 孤島電壓變化的典型示例 ３７２
１３. ３ ＳＶＣ 所需的控制功能 ３７２
１３. ４ ＳＶＣ 的 Ｖ－ Ｉ 特性 ３７３
１３. ５ ＳＶＣ 的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器 （ＡＶＲ） ３７４
１３. ６ 暫態(tài)分析模型 ３７６
１３. ７ 控制參數(shù)設(shè)置調(diào)查 ３７８
１３. ８ 仿真結(jié)果的比較 ３７８
１３. ９ 應(yīng)用的控制參數(shù) ３８１
１３. １０ 暫態(tài)分析驗(yàn)證 ３８２
１３. １１ 運(yùn)行試驗(yàn)驗(yàn)證 ３８４
１３. １２ 結(jié)論 ３８５
參考文獻(xiàn) ３８６
第 １４ 章 接地系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程 ３８８
１４. １ 引言： 電力系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程和接地系統(tǒng) ３８８
１４. ２ 接地系統(tǒng)的基本計(jì)算 ３８８
１４. ３ 暫態(tài)電流的接地電極響應(yīng) ３９０
１４. ３. １ 概述 ３９０
１４. ３. ２ 諧波電流對(duì)接地電極特性的影響 ３９１
１４. ３. ３ 土壤電阻率和介電常數(shù)的頻率相關(guān)性 ３９４
１４. ３. ４ 脈沖電流的接地電極特性 ３９７
１４. ３. ５ 土壤電離效應(yīng) ３９９
１４. ４ 接地電極暫態(tài)響應(yīng)的數(shù)值仿真 ４００
１４. ４. １ 基本思路 ４００
１４. ４. ２ 接地電極響應(yīng)的一般結(jié)果 ４０２
１４. ４. ３ 流過(guò)雷電電流時(shí)電極接地電位上升 ４０４
１４. ４. ４ 首次和后續(xù)回?fù)綦娏鞯拿}沖阻抗和沖擊系數(shù) ４０４
１４. ５ 案例： 接地電極對(duì)輸電線(xiàn)路雷電響應(yīng)的影響分析 ４０５
參考文獻(xiàn) ４０９