随着可再生能源并网不断增加，光伏、风电的利用日益增多，这给电网电压控制和无功功率补偿带来了新的挑战。本书重点介绍了风电、光伏的大规模渗透对电力系统动态电压稳定性的影响，以及使用鲁棒控制技术提高稳定裕度的效果，从而减少对电力系统性能的负面影响。
本书内容包括电力系统电压稳定性与设备模型，线性化和模态分析，利用风力发电机和柔性交流输电系统（ＦＡＣＴＳ）设备进行动态电压失稳分析，动态负荷下的电压稳定控制，动态输电能力增强控制，增强故障穿越能力的控制，互联电力系统中双馈异步发电机（ＤＦＩＧ）的低电压穿越（ＬＶＲＴ）能力，光伏发电单元在配电网中的交互等，涵盖了提高输配电系统电压稳定裕度所涉及的内容。
本书可作为电力系统工程技术人员的参考书，也适合作为相关专业的研究人员、管理人员以及高校研究生的参考资料。
随着可再生能源并网不断增加，光伏、风电的利用日益增多，这给电网电压控制和无功功率补偿带来了新的挑战。本书重点介绍了风电、光伏的大规模渗透对电力系统动态电压稳定性的影响，以及使用鲁棒控制技术提高稳定裕度的效果，从而减少对电力系统性能的负面影响。
本书内容包括电力系统电压稳定性与设备模型，线性化和模态分析，利用风力发电机和柔性交流输电系统（FACTS）设备进行动态电压失稳分析，动态负荷下的电压稳定控制，动态输电能力增强控制，增强故障穿越能力的控制，互连电力系统中双馈异步发电机（DFIG）的低电压穿越（LVRT）能力，光伏发电单元在配电网中的交互等，涵盖了提高输配电系统电压稳定裕度所涉及的内容。
译者序
原书序
本书物理量符号
本书缩略语
第 １章 引言 １
１１ 总则 １
１２ 背景 １
１３ 不同国家的可再生能源并网 情况 ６
１４ 大型风力发电机和光伏发电 单元并网概述 ７
１５ 风力发电机和光伏发电单元 控制概述 ８
１６ 风力发电机和光伏发电单元 的鲁棒控制 ９
１７ 本书的贡献 １０
１８ 本书综览概述 １１
参考文献 １２
第 ２章 电力系统电压稳定性与 设备模型 １６
２１ 简介 １６
２２ 电力系统稳定性和电压 稳定性 １７
２３ 电压和功角失稳 １８
２４ 风力发电和电力系统 稳定性 １８
２５ 电压失稳及其时间过程 １９
２６ 电压稳定性 ２
２７ 电压稳定性和非线性 ２０
２８ 电压失稳的主要原因 ２１
２９ 提高电压稳定性的方法 ２２
２９１ 电压稳定性和励磁 控制 ２２
２９２ 电压稳定性和 ＦＡＣＴＳ 设备 ２３
２１０ 电力系统设备建模 ２４
２１０１ 同步发电机建模 ２５
２１０２ 励磁系统建模 ２６
２１０３ 电力系统稳定器 ２７
２１０４ 过励磁限制器 ２７
２１０５ 负荷建模 ２８
２１０６ 异步电动机建模 ２９
２１０７ 有载分接开关建模 ３０
２１０８ 风力发电机建模 ３０
２１０９ 负荷潮流表示 ３２
２１０１０ 风力发电机的动态 模型 ３３
２１０１１ 转子模型 ３３
２１０１２ 轴系模型 ３４
２１０１３ 异步发电机模型 ３５
２１０１４ ＤＦＩＧ建模 ３６
２１０１５ 风力发电机聚合模型 ３６
２１０１６ 光伏发电单元 建模 ３７
２１０１７ ＦＡＣＴＳ设备 建模 ３９
２１０１８ ＳＴＡＴＣＯＭ模型 ３９
２１０１９ ＳＶＣ建模 ４２
２１０２０ 晶闸管控制的串联 电容器 ４３
２１０２１ 储能装置 ４４
２１０２２ 电网潮流模型 ４４
２１０２３ 电力系统建模 ４５
２１１ 本章小结 ４５
参考文献 ４６
第 ３章 线性化和模态分析 ４８
３１ 简介 ４８
３２ 传统线性化 ４８
３２１ 扰动线性化 ５１
３３ 设计的线性化 ５１
３３１ 中值定理 ５２
３３２ 公式重构方法 ５３
３３３ 设计的技术在简单系统 中的应用 ５５
３４ 电力系统模态分析 ５９
３５ 特征值灵敏度 ６１
３６ 参与矩阵 ６１
３７ 留数 ６２
３８ 母线参与因子、特征值和 电压稳定性 ６２
３９ 本章小结 ６３
参考文献 ６４
第 ４章 利用风力发电机和 ＦＡＣＴＳ 设备进行动态电压 失稳分析 ６５
４１ 简介 ６５
４２ 案例研究 ６８
４２１ 高输入负荷区 ６９
４２２ ＤＦＩＧ型风电场和若干 同步发电机 ６９
４２３ 不同 ＦＡＣＴＳ设备之间 的交互 ７２
４２４ 带有串联补偿的少量 大容量输电线路 ７２
４２５ 中间具有并联补偿的 纵向系统 ７３
４２６ 不同补偿装置的 比较 ７４
４２７ 靠近负荷中心的传统 发电 ７４
４２８ 大型 ＦＳＷＴ并网的 影响 ７５
４２９ 使用 ＳＴＡＴＣＯＭ进行的 ＦＳＷＴ并网 ７７
４３ 本章小结 ７８
参考文献 ７９
第 ５章 动态负荷下的电压稳定 控制 ８１
５１ 简介 ８１
５２ 电力系统稳定性和励磁 控制 ８３
５３ 电力系统模型 ８４
５４ 测试系统和控制任务 ８６
５５ 线性化和不确定性建模 ８８
５６ 极小化极大 ＬＱＧ控制 ８９
５７ 控制器设计和性能评估 ９０
５７１ 意外事故Ⅰ：一条输 电线路中断 ９２
５７２ 意外事故Ⅱ：三相 短路 ９３
５７３ 意外事故Ⅲ：负荷突变 ９４
５８ 本章小结 ９６
参考文献 ９６
第 ６章 动态输电能力增强 控制 ９９
６１ 简介 ９９
６２ 电力系统模型 １０２
６３ 计算输电能力的目的 １０３
６４ 限制输电能力的因素 １０４
６４１ 温升极限 １０４
６４２ 电压极限 １０４
６４３ 稳定性极限 １０５
６５ 动态 ＡＴＣ评估算法 １０５
６６ 案例研究 １０５
６６１ 案例Ⅰ：发电机无功 功率限值 １０６
６６２ 案例Ⅱ：动态负荷的 影响 １０６
６６３ 案例Ⅲ：故障切除时 间的影响 １０６
６６４ 案例Ⅳ：静态和动态 补偿的影响 １０７
６６５ 案例Ⅴ：动态补偿装置 比较 １０８
６６６ 风力发电机并网对 ＡＴＣ 的影响 １０８
６６７ 由 ＦＳＩＧ恢复 ＡＴＣ的 补偿 １１０
６７ 分散式鲁棒控制 １１０
６８ 测试系统的控制器设计 １１２
６８１ 子系统①和② １１３
６８２ 子系统③ １１４
６９ 控制器性能评估 １１５
６９１ 一条输电线路中断 １１５
６９２ 三相短路 １１５
６９３ 对比所设计的 ＳＴＡＴＣＯＭ
控制器与基于 ＰＩ的 ＳＴＡＴ ＣＯＭ控制器 １１６
６１０ 本章小结 １１９
参考文献 １２０
第 ７章 增强故障穿越能力的 控制 １２２
７１ 简介 １２２
７２ 风电场接入电网的规范 要求 １２６
７２１ 故障穿越 １２７
７２２ 功率 －频率变化 １２７
７２３ 频率控制 １２７
７２４ 无功功率调节能力 １２７
７２５ 电压控制 １２７
７３ 风力机的故障穿越方案 １２７
７４ 临界切除时间和临界 电压 １２９
７５ 具有非结构化不确定性的 鲁棒 ＳＴＡＴＣＯＭ控制 １３０
７５１ 测试系统 １３１
７５２ 线性化和不确定性 建模 １３２
７５３ 极小化极大 ＬＱＧＳＴＡＴＣＯＭ 控制器 １３３
７５４ 案例研究 １３５
７５５ 控制设计算法和性能 评估 １３８
７６ 同步 ＳＴＡＴＣＯＭ和桨距角 控制 １４０
７６１ 控制器性能评估 １４４
７７ 具有结构不确定性的风电 场 ＳＴＡＴＣＯＭ控制器 １４８
７７１ 测试系统和控制 工作 １４９
７７２ ＳＴＡＴＣＯＭ控制 策略 １５０
７７３ 线性化和不确定性 建模 １５１
７７４ ＳＴＡＴＣＯＭ控制器 设计 １５３
７７５ 控制器设计算法 １５４
７７６ 控制器性能评估 １５５
７７７ 低电压期间的 稳定性 １５５
７７８ 风力发电机对风速 变化的响应 １５７
７８ 分散式 ＳＴＡＴＣＯＭ／ＥＳＳ 控制器 １５９
７８１ 测试系统和控制 工作 １６０
７８２ 问题描述 １６２
７８３ 使用秩约束 ＬＭＩ的分 散式控制器设计 １６３
７８４ 控制器设计算法 １６７
７８５ 控制器性能评估 １６８
７８６ 电压的升高和暂态稳 定裕度 １６９
７８７ 低电压期间的有功和 无功输出功率 １７１
７８８ 与标准 ＬＶＲＴ要求的 比较 １７２
７８９ 不同运行条件下的 性能 １７２
７８１０ 添加超级电容器的 影响 １７２
７９ 本章小结 １７５
参考文献 １７５
第 ８章 互联电力系统中双馈 异步发电机的低电压穿越能力 １７９
８１ 简介 １７９
８２ 电力系统模型 １８０
８３ 测试系统和控制工作 １８２
８４ 问题描述 １８６
８５ 使用秩约束 ＬＭＩ的分散式 控制设计 １８９
８６ 控制设计算法 １９０
８７ 控制器性能评估 １９１
８７１ 电压的升高和暂态稳 定裕度 １９２
８７２ 鲁棒 ＬＱ和 ＰＩ控制器 的比较 １９２
８７３ 在风电场附近的严重 低阻抗故障 １９４
８７４ 对比低电压穿越 标准 １９５
８７５ 风力机对风速变化的 响应 １９５
８７６ 不同运行条件下的 鲁棒性 １９８
８７７ 多个双馈异步发电机控制 器之间的动态交互 １９８
８７８ 不对称故障 １９９
８８ 结论 ２００
参考文献 ２０１
第 ９章 光伏发电单元在配电网 中的交互 ２０４
９１ 简介 ２０４
９２ 光伏系统模型 ２０５
９３ 案例研究 ２０８
９３１ 小信号分析 ２１０
９３２ 基于正规形理论的交 互指标 ２１１
９３３ 时域仿真 ２１３
９４ 用于非交互控制的问题 描述 ２１３
９５ 光伏控制设计 ２１４
９６ 控制设计算法和性能 评估 ２１６
９６１ 三相故障 ２１８
９６２ 连接的负荷突然 变化 ２１８
９６３ 参考点变化 ２２０
９６４ 光照急剧变化 ２２０
９７ 结论 ２２２
参考文献 ２２２
第 １０章 结论 ２２４
１０１ 未来研究方向 ２２６
第 １１章 附录 ２２７
１１１ 附录Ⅰ：具有大型异步
电动机的单机无穷大容
量母线系统的潮流和动
态数据 ２２７
１１２ 附录Ⅱ：异步电动机方程到 通用坐标系的变换 ２２７
１１３ 附录Ⅲ：用于励磁控制 设计的 的表达式 ２２８
１１４ 附录Ⅳ：３机 ２区测试系 统的潮流和动态数据 ２３０
１１５ 附录Ⅴ：单一风电场无
穷大容量母线测试系统
潮流和动态数据 ２３２
１１６ 附录Ⅵ：具有非结构不
确定性表示的 ＳＴＡＴＣＯＭ控
制器的 表达式 ２３３
１１７ 附录Ⅶ：同步 ＳＴＡＴＣＯＭ
和桨距角控制的 和 ψ
表达式设计 ２３４
１１８ 附录Ⅷ：具有结构不确定
性表示的 ＳＴＡＴＣＯＭ控制
设计的 和 ψ表达式 ２３７
１１９ 附录Ⅸ：分散式 ＳＴＡＴＣＯＭ／
ＥＳＳ控制设计的 和 ψ
表达式 ２４２
１１１０ 附录Ⅹ：１６机 ５区测试
系统的潮流和动态
数据 ２４８
１１１１ 附录Ⅺ：１０机新英格兰系 统的潮流和动态数据 ２５３
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