现代电力系统分析
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现代电力系统分析
文本预览
王锡凡主编
王锡凡方万良杜正春编著
盟DI码等 til l'且必
主理§WW.sciencep.com望
中国科学院科学出版基金皆助出版
现代电力系统分析
王锡凡主编
王锡凡才万良杜仨患编著
4申等锦川且必
北京内喜简介
本书全面阐述电力系统分析所采用的理论模型和算法，介绍这一领域
的最近发展 全书共分8章。第1 章和第2章分别讨论电力网络的数学模
型、潮流计算和静态安全分衍。第3章介绍了在电力市场环境下电力系统稳
态分析的有关问题。第4章阐述高压直流输电与柔性输电的原理、模型和潮
流控制。第5章介绍发电机组亏负荷的数学模型第6章相第7章分别讨论
了大干扰下及小干扰下电力系统稳定性分析方法。第8章阐述了电压稳定
问题。附录给出了用C ←+编写的完整的 P-Q分解潮流程序a
本书可供从事电力系统运行规划J说汁和科学研究的人员参考，并可作
为高等院佼电力专业高年级学生E研究生的教树.
xP-V-74
图书在版编目何 睛 据
一 现 巴一 代 卧→ 电 叮一 力 扑一 系 们一 统 江一 分
业
一 咀 - z一 儿主编 北京 科学出版社 m
刷
I 现 E 王 E 电力系统分析 IV.TM711
4毒等. ~且必出版
北京东品将根北街"号
附日岐编的]川7]0
http://WWW.SCI町leepωm
S断管命刷 F 印刷
科学出版位发行各地新华书店经销
4峰
2盯0;年8月第 眼开本7R7X1092 lilG
200，年3月第一吹印刷 印张，30 I冲
印鼓，玉w 字数，698 0ω
E价 66.00元
(如有印装质量阅题，我社负责调换〈新欣»前言
改革开放以泉，我国电力工业/碍到了迅速发展，发电装机容量以每年 7%
以上的速度增长，2000 年已接近 3.2 亿千瓦。目前我国电力工业的规模已居
世界第二位，大部分地区初步堤解了多年来电力紧缺的状况。但是从电气化程
度来看，我国和发达国家还有f旦大的差距，人均用电量大约仅为世界平均水平
的1/30
为了国民经济的持续发展，今后数十年我国仍需大力发展作为基础工业
的电力工业，仍将面临着开发大型水电资潭、大容量远距离输电和区域电网互
联等垠 E 任务。与此相适应，必须加强电力系统新课题的研究，培养电力系统
研究与开发方面的专门人才，以保证我国能涯的合理利用与配置和电力系统
的安全、高效运营。
电力系统分析是研究电力系统规划运营问题的基础和重要手段。在 20 世
纪 70 至三代，我国的电力工作者在利用电子数字计算机进行电力系统运行分析
方面做丁大量的研究与开发工作，为其后我国电力系统的健康发展做血了贡
袱。 1978 年出版的《电子数字计算机的应用一一电力系统计算》一书IU标志着
我国在这一领域的理论水平已经达到了当时的国际水平。该书不仅成为电力
系统分析研究的重要李考书，而且作为电力专业研究生教材培养了众多的研
究开发人才。
近 20 余年，电力 ff， 统及其周边发生的变化，对电力系统分析理论与技术
产生丁深刻的影响。
首先，数字计算机技术获得了长足的发展，硬件和软件的性能日新月异。
目前，在电力系统应用方面已能处理上万个节点的潮流分析问题，从而使过去
20 年前认为难以处理的最优潮流问题、静:1s安全分析问题都已经达到丁在线
实用化的程度，动 t5安全分析的在进应用也进人了冲刺阶段。
其次，直流输电和柔性交流输电技术 (FACTS) 的应用，给电力系统增舔
了新的控制手段。这些装置在利用电力电子元件提高输电能力、控制运行状
惑、改善运行特性的同时，给电力系统分析领或带来新的挑战。我们必须为这
些装置建立相应的教学模型，开发包含这些元件的电力系统稳忠和动 t5分析
的新算法。
]) 西安交通大学，清华大学，蔚江大学，湖南大学，成都工学院，水利电力部电网调
攫研究所合编北京水利电力出版社，1978年 10月。此排，近三五来通信技术的离速发展对电力系统在线监控提出了更高的要
求 ·N、而对申力系统分析在纯软件的需求也日益迫切。
最后 .20 世纪 80 年代开始电力工业重组和电力市场化的进程，使得原先
垂直一体化的电力系统坡分割为互不隶属的几个部分，统一的电力系绕调度
转变为由走电供需方的J(边合同和土网竞价来确定运行方式，出现了输电辅
助服务、输电阻塞等河题。这些都给电力系统分析提出了必须面对的新课题。
电力工业是技术带革和资金营集的产业，又是国民经济的先行和基础产
业，其安全性、可靠性、经济性对整入国民经济有着巨大而深远的影响。电力东
i~是一个冉型的大iR 挠，如何反映现代申力系统的特点，有妓地、准确地挣析
其运行特性，从而改善其运行指标，一直是国内外电力领域研究的重点。
近年夹，国内外电力系统曾发生多起大面积停电事故，特别是 1996 年美
国 WS(‘C 电网连续两次事故，影响到 1 000 万用户，损失负荷达 4 000 万 F
瓦，造成了交通信息系统的中断及社会混乱，暴露出电力单统安全性方面存在
的问题。电力市场化的改革对降低电价、改善电力系统运行的效丰提出了迫切
的要求。这一切无疑都要求进一步提供新的电力系统分析的理论、模型和算
法。
在远种背景下，作者决心编写一部阐述现代电力系统分析理论、模型和算
洼的著作，作为广大电力系统研究人员的参考书和高校电力专业高年援学生
和研究生的教材。
全书包括 8 章和 1 个附录。其中第 1 章介绍电力网络的教学模型及求解
万法;第 2 章、第 3 章讨论电力系统稳恋分析，第 4 章阐述直流输电果统和交
流柔性输电系统的数学模型;第 5 章王要介绍同步发电机组和电力负荷的动
怒特性及教学模型;第 6 章、第 7 章讨论电力系统在大干扰和小干扰下的稳定
性问题;第 8 章主要论述电力系统的电压稳定问题。现分别简述如下
第 1 章介绍电力网络的数学模型及求解方法。本章除介绍节点导纳柜阵
手口号点阻抗判E阵以外，还重点讨论了稀疏电力网络节点方程的求解方法，包括
稀疏向量法及节点编号优化l可题，所有算法均用例题加以说明。
第 2 章画绝电力系统潮流计算及静毫安全分析进行讨论。潮流计算以牛
顿法及 P-Q 分解法为王，除详细讨论基本理论、算法流程以外，还介绍了一些
新算法和改进收敛性能的措拖，供读者进一步研究。在静态安全挣析方面，以
N-l 校验为中心，阐述了补偿法、直流潮流及灵敏度沽，并介绍了故障排序的
慨:念。
第 3 章讨论了在电力市场环境下电力系统稳惑分析方面的几个新进展，
王锡凡方万良杜正春编著
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中国科学院科学出版基金皆助出版
现代电力系统分析
王锡凡主编
王锡凡才万良杜仨患编著
4申等锦川且必
北京内喜简介
本书全面阐述电力系统分析所采用的理论模型和算法，介绍这一领域
的最近发展 全书共分8章。第1 章和第2章分别讨论电力网络的数学模
型、潮流计算和静态安全分衍。第3章介绍了在电力市场环境下电力系统稳
态分析的有关问题。第4章阐述高压直流输电与柔性输电的原理、模型和潮
流控制。第5章介绍发电机组亏负荷的数学模型第6章相第7章分别讨论
了大干扰下及小干扰下电力系统稳定性分析方法。第8章阐述了电压稳定
问题。附录给出了用C ←+编写的完整的 P-Q分解潮流程序a
本书可供从事电力系统运行规划J说汁和科学研究的人员参考，并可作
为高等院佼电力专业高年级学生E研究生的教树.
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一 现 巴一 代 卧→ 电 叮一 力 扑一 系 们一 统 江一 分
业
一 咀 - z一 儿主编 北京 科学出版社 m
刷
I 现 E 王 E 电力系统分析 IV.TM711
4毒等. ~且必出版
北京东品将根北街"号
附日岐编的]川7]0
http://WWW.SCI町leepωm
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科学出版位发行各地新华书店经销
4峰
2盯0;年8月第 眼开本7R7X1092 lilG
200，年3月第一吹印刷 印张，30 I冲
印鼓，玉w 字数，698 0ω
E价 66.00元
(如有印装质量阅题，我社负责调换〈新欣»前言
改革开放以泉，我国电力工业/碍到了迅速发展，发电装机容量以每年 7%
以上的速度增长，2000 年已接近 3.2 亿千瓦。目前我国电力工业的规模已居
世界第二位，大部分地区初步堤解了多年来电力紧缺的状况。但是从电气化程
度来看，我国和发达国家还有f旦大的差距，人均用电量大约仅为世界平均水平
的1/30
为了国民经济的持续发展，今后数十年我国仍需大力发展作为基础工业
的电力工业，仍将面临着开发大型水电资潭、大容量远距离输电和区域电网互
联等垠 E 任务。与此相适应，必须加强电力系统新课题的研究，培养电力系统
研究与开发方面的专门人才，以保证我国能涯的合理利用与配置和电力系统
的安全、高效运营。
电力系统分析是研究电力系统规划运营问题的基础和重要手段。在 20 世
纪 70 至三代，我国的电力工作者在利用电子数字计算机进行电力系统运行分析
方面做丁大量的研究与开发工作，为其后我国电力系统的健康发展做血了贡
袱。 1978 年出版的《电子数字计算机的应用一一电力系统计算》一书IU标志着
我国在这一领域的理论水平已经达到了当时的国际水平。该书不仅成为电力
系统分析研究的重要李考书，而且作为电力专业研究生教材培养了众多的研
究开发人才。
近 20 余年，电力 ff， 统及其周边发生的变化，对电力系统分析理论与技术
产生丁深刻的影响。
首先，数字计算机技术获得了长足的发展，硬件和软件的性能日新月异。
目前，在电力系统应用方面已能处理上万个节点的潮流分析问题，从而使过去
20 年前认为难以处理的最优潮流问题、静:1s安全分析问题都已经达到丁在线
实用化的程度，动 t5安全分析的在进应用也进人了冲刺阶段。
其次，直流输电和柔性交流输电技术 (FACTS) 的应用，给电力系统增舔
了新的控制手段。这些装置在利用电力电子元件提高输电能力、控制运行状
惑、改善运行特性的同时，给电力系统分析领或带来新的挑战。我们必须为这
些装置建立相应的教学模型，开发包含这些元件的电力系统稳忠和动 t5分析
的新算法。
]) 西安交通大学，清华大学，蔚江大学，湖南大学，成都工学院，水利电力部电网调
攫研究所合编北京水利电力出版社，1978年 10月。此排，近三五来通信技术的离速发展对电力系统在线监控提出了更高的要
求 ·N、而对申力系统分析在纯软件的需求也日益迫切。
最后 .20 世纪 80 年代开始电力工业重组和电力市场化的进程，使得原先
垂直一体化的电力系统坡分割为互不隶属的几个部分，统一的电力系绕调度
转变为由走电供需方的J(边合同和土网竞价来确定运行方式，出现了输电辅
助服务、输电阻塞等河题。这些都给电力系统分析提出了必须面对的新课题。
电力工业是技术带革和资金营集的产业，又是国民经济的先行和基础产
业，其安全性、可靠性、经济性对整入国民经济有着巨大而深远的影响。电力东
i~是一个冉型的大iR 挠，如何反映现代申力系统的特点，有妓地、准确地挣析
其运行特性，从而改善其运行指标，一直是国内外电力领域研究的重点。
近年夹，国内外电力系统曾发生多起大面积停电事故，特别是 1996 年美
国 WS(‘C 电网连续两次事故，影响到 1 000 万用户，损失负荷达 4 000 万 F
瓦，造成了交通信息系统的中断及社会混乱，暴露出电力单统安全性方面存在
的问题。电力市场化的改革对降低电价、改善电力系统运行的效丰提出了迫切
的要求。这一切无疑都要求进一步提供新的电力系统分析的理论、模型和算
法。
在远种背景下，作者决心编写一部阐述现代电力系统分析理论、模型和算
洼的著作，作为广大电力系统研究人员的参考书和高校电力专业高年援学生
和研究生的教材。
全书包括 8 章和 1 个附录。其中第 1 章介绍电力网络的教学模型及求解
万法;第 2 章、第 3 章讨论电力系统稳恋分析，第 4 章阐述直流输电果统和交
流柔性输电系统的数学模型;第 5 章王要介绍同步发电机组和电力负荷的动
怒特性及教学模型;第 6 章、第 7 章讨论电力系统在大干扰和小干扰下的稳定
性问题;第 8 章主要论述电力系统的电压稳定问题。现分别简述如下
第 1 章介绍电力网络的数学模型及求解方法。本章除介绍节点导纳柜阵
手口号点阻抗判E阵以外，还重点讨论了稀疏电力网络节点方程的求解方法，包括
稀疏向量法及节点编号优化l可题，所有算法均用例题加以说明。
第 2 章画绝电力系统潮流计算及静毫安全分析进行讨论。潮流计算以牛
顿法及 P-Q 分解法为王，除详细讨论基本理论、算法流程以外，还介绍了一些
新算法和改进收敛性能的措拖，供读者进一步研究。在静态安全挣析方面，以
N-l 校验为中心，阐述了补偿法、直流潮流及灵敏度沽，并介绍了故障排序的
慨:念。
第 3 章讨论了在电力市场环境下电力系统稳惑分析方面的几个新进展，
