無功功率與電力系統(tǒng)運(yùn)行

前言

　　電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，電網(wǎng)企業(yè)擔(dān)負(fù)著資源優(yōu)化配置、保障國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和促進(jìn)人民生活水平提高的重要經(jīng)濟(jì)責(zé)任和社會責(zé)任。我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展推動了電網(wǎng)與電網(wǎng)企業(yè)的蓬勃發(fā)展，當(dāng)今的電力工業(yè)已成為世界上自動化水平最高的工業(yè)之一。　　從電力系統(tǒng)誕生的那一天開始，人們用電形式主要表現(xiàn)為對有功功率的消耗，因此人們主要關(guān)注有功功率的研究，并取得了矚目的成績。但對無功功率的研究卻起步較晚：電力工業(yè)起步的同時，人們僅關(guān)注無功功率與電力系統(tǒng)電壓運(yùn)行的關(guān)系；直至20世紀(jì)60年代，人們才開始研究無功功率與電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)系；至20世紀(jì)70年代，世界上一些國家發(fā)生了電壓崩潰事故，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響，人們才開始研究無功功率與電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的關(guān)系。然而事實上，無功功率不僅對電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量、電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和電壓穩(wěn)定具有重要影響，還對電力系統(tǒng)的靜態(tài)功角穩(wěn)定和暫態(tài)功角穩(wěn)定具有重要的影響。　　本書總結(jié)了國內(nèi)外最新的研究進(jìn)展，系統(tǒng)地論述了無功功率與電力系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)系。內(nèi)容主要包括無功功率與電壓運(yùn)行管理；無功功率與電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；無功功率與電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定；無功功率與電力系統(tǒng)靜態(tài)功角穩(wěn)定；無功功率與電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定和無功功率與電力系統(tǒng)動態(tài)電壓穩(wěn)定性；此外本書還對目前電力系統(tǒng)的三項前沿技術(shù)之一——廣域測量技術(shù)在國內(nèi)電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹?！　”緯髡呤且晃粡氖码娋W(wǎng)企業(yè)一線工作的年青學(xué)者，既有博學(xué)的理論知識，又有具體的實踐經(jīng)驗。相信本書的出版能對無功功率與電力系統(tǒng)運(yùn)行的研究做出有益的探索，并能夠為電網(wǎng)運(yùn)行的專業(yè)技術(shù)人員和從事電力系統(tǒng)相關(guān)研究人員提供一定的指導(dǎo)。

內(nèi)容概要

本書主要介紹電力系統(tǒng)無功功率對電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響及相關(guān)應(yīng)用方面的知識。全書共分9章進(jìn)行闡述，分別為電力系統(tǒng)無功功率；無功功率與電壓運(yùn)行管理；無功功率與電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；無功功率與電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定；無功功率與電力系統(tǒng)靜態(tài)功角穩(wěn)定；無功功率與電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定；無功功率與電力系統(tǒng)動態(tài)電壓穩(wěn)定和廣域測量系統(tǒng)在電網(wǎng)安全運(yùn)行中的應(yīng)用。     本書的讀者對象主要為從事電氣工程、電力系統(tǒng)運(yùn)行管理人員及相關(guān)技術(shù)人員，同時也可以作為電氣工程專業(yè)和電力系統(tǒng)專業(yè)的本科生、研究生以及相關(guān)專業(yè)的教師學(xué)習(xí)和工作參考書。

書籍目錄

序前言第1章　電力系統(tǒng)無功功率  1.1　無功功率的基本概念  1.2　無功功率對電力系統(tǒng)的影響  1.3　正弦電路的無功功率理論  1.4　電力系統(tǒng)無功電源  1.5　電力系統(tǒng)的無功負(fù)荷  1.6　無功功率平衡  參考文獻(xiàn)第2章　無功功率與電壓運(yùn)行管理  2.1　電力系統(tǒng)無功功率傳輸  2.2　電力系統(tǒng)無功電壓管理  2.3　電網(wǎng)無功電壓標(biāo)準(zhǔn)  2.4　發(fā)電機(jī)無功電壓調(diào)整  2.5　調(diào)整變壓器變比調(diào)壓  2.6　采用無功補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓  2.7　組合調(diào)壓  2.8　無功電壓的自動控制  參考文獻(xiàn)第3章　無功功率與電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行  3.1　電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行  3.2　電力系統(tǒng)中無功功率的最優(yōu)分布  3.3　開式網(wǎng)無功負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)償容量及約束補(bǔ)償容量..  3.4　電力系統(tǒng)無功功率優(yōu)化——閉式網(wǎng)  3.5　電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行理論的融合與發(fā)展  3.6　等耗量微增率與電力市場統(tǒng)一邊際電價的聯(lián)系.  參考文獻(xiàn)第4章　電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型　4.1　概述　4.2　同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型　4.3　發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)模型　4.4　原動機(jī)模型　4.5　負(fù)荷模型　4.6  電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型　參考文獻(xiàn)第5章　無功功率與靜態(tài)電壓穩(wěn)定性  5.1　概述  5.2　電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定  5.3　靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析方法（P—U曲線分析）  5.4　電壓穩(wěn)定性（U—Q曲線分析）  5.5　潮流多解法  5.6　連續(xù)潮流法  5.7　奇異值分析  5.8　靈敏度分析法  5.9　靜態(tài)電壓穩(wěn)定控制  參考文獻(xiàn)第6章　無功功率與系統(tǒng)靜態(tài)功角穩(wěn)定性　6.1  電力系統(tǒng)靜態(tài)功角穩(wěn)定性　6.2　發(fā)電機(jī)無功功率對系統(tǒng)靜態(tài)功角穩(wěn)定性的影響分析　6.3　無功補(bǔ)償設(shè)備對系統(tǒng)靜態(tài)功角穩(wěn)定性的影響分析　6.4　靜態(tài)電壓穩(wěn)定與靜態(tài)功角穩(wěn)定的判據(jù)比較分析　參考文獻(xiàn)第7章　無功功率與系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性  7.1  電力系統(tǒng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性  7.2　暫態(tài)功角穩(wěn)定分析方法  7.3　暫態(tài)功角穩(wěn)定理論證明——等面積法則  7.4　暫態(tài)功角穩(wěn)定分析方法——擴(kuò)展等面積法則  7.5　發(fā)電機(jī)無功功率對暫態(tài)功角穩(wěn)定性的影響分析——基于等面積法則證明  7.6　發(fā)電機(jī)無功功率對暫態(tài)功角穩(wěn)定性的影響分析——基于EEAC理論證明  7.7　無功補(bǔ)償設(shè)備對暫態(tài)功角穩(wěn)定性的影響分析  參考文獻(xiàn)第8章　無功功率與動態(tài)電壓穩(wěn)定性  8.1　概述  8.2　電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定的時域仿真  8.3　電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定  8.4　中長期電壓穩(wěn)定　……第9章　廣域測量系統(tǒng)在電網(wǎng)安全運(yùn)行中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　電力系統(tǒng)無功功率　　1.1　無功功率的基本概念　　電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電、配電和供電系統(tǒng)構(gòu)成，是一個多種能量交換的系統(tǒng)。有功功率和無功功率是維持電力系統(tǒng)運(yùn)行的兩種能量重要的表達(dá)形式?！　』痣姀S是依靠鍋爐中燃燒的煤產(chǎn)生的熱能推動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，汽輪機(jī)則利用其機(jī)械能推動發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。水電廠是依靠水電站中的水的勢能推動水輪機(jī)，從而將勢能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，水輪機(jī)再傳動發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。而這些電能將通過電網(wǎng)的傳輸，即經(jīng)過輸電和供電提供給用戶，用戶則將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，例如電動機(jī)的傳動將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、電弧爐將電能轉(zhuǎn)化為熱能、照明設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為光能等。電力系統(tǒng)有功功率即表達(dá)為將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量的過程。　　在電力系統(tǒng)傳輸有功功率的過程中需要無功功率的支持，用于在電氣設(shè)備中建立和維持磁場，完成電磁能量的相互轉(zhuǎn)換。無功功率不對外做功，但它為系統(tǒng)提供電壓支撐，在電源與負(fù)荷之間提供電壓降落所需的勢能。不僅大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)元件需要消耗無功功率，而且，大多數(shù)用戶負(fù)荷也要消耗無功功率。諸如變壓器、大量感應(yīng)式電動機(jī)、氣體放電電燈、電風(fēng)扇、冰箱、空調(diào)等設(shè)備，它們不僅需要從電力系統(tǒng)中吸收有功功率，同時需要吸收無功功率，以產(chǎn)生這些設(shè)備維持正常工作所必須的交變磁場。無功功率不是無用功率，它能為能量的交換、輸送、轉(zhuǎn)換創(chuàng)造必要的條件。因此研究無功功率具有重要的理論意義和實踐意義，主要表現(xiàn)如下?！　。?）無功功率與系統(tǒng)運(yùn)行電壓問題。電力系統(tǒng)的電壓水平高低是電力系統(tǒng)能否正?？煽窟\(yùn)行的重要指標(biāo)，也是電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，而電壓水平的高低直接取決于無功功率是否充足、無功配置是否合理以及無功潮流分布是否合理等?！　。?）無功功率與電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的問題。由于電網(wǎng)中無功潮流的流動將在線路和變壓器等相關(guān)輸變電設(shè)備上造成有功損耗，從而影響到電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，無功功率的優(yōu)化可以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，從而提高輸電效率。

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