第1章 引言

1.1 电力系统

1.2 印度电力行业

1.2.1 背景历史

1.3 当代视角

1.3.1 差异系数

1.3.2 可用性关税

1.3.3 负荷预测

1.4 电力系统结构

1.5 电能的传统来源

1.5.1 热电站——蒸汽／燃气为基础

1.5.2 核能发电

1.5.3 水力发电

1.6 磁流体（MHD）发电

1.7 地热能源

1.8 发电的环境影响

1.8.1 大气污染

1.8.2 热污染

1.8.3 来自架空线的电磁辐射

1.8.4 视觉和听觉的影响

1.9 可再生能源

1.10 太阳能及其利用

1.10.1 太阳与太阳能

1.10.2 日晒的变化

1.10.3 太阳光束和接收面的几何学

1.10.4 收集器的最佳方向

1.10.5 太阳能的应用

1.10.6 太阳热机系统

1.10.7 太阳光直接转换转化为电能

1.10.8 制造硅光伏电池的主流技术

1.10.9 通过SPV（太阳能光伏）电池实现大能量转换

1.11 风能

1.11.1 风电系统的运行和控制

1.11.2 风电场

1.12 生物燃料

1.13 发电预量、可靠性和可信度

1.13.1 发电容量混合

1.13.2 负荷管理

1.14 储能

1.14.1 压缩空气储能

1.14.2 热存储

1.14.3 蓄电池组

1.14.4 氢能系统

1.14.5 燃料电池

1.15 节 能

1.15.1 发电节能

1.15.2 工业节能

1.15.3 建筑物节能——工业、商业和家庭

1.16 印度电力系统的发展

1.17 放松管制

1.18 分布式和分散发电

1.19 电力工程师与电力系统学习

1.20 使用计算机和微处理器

1.21 印度电力工业面临的问题与它的选择

附录1.1

附录1.2

参考例题

思考题

选择题

参考文献

第2章 输电线路的电阻和电感

2.1 引言

2.2 电感的定义

2.3 一个孤立载流导线的磁链

2.3.1 内部磁通的磁链

2.3.2 导线外部两点间磁通引起的磁链变化

2.3.3 外部某点磁通引起的磁链变化

2.4 单相双线线路上的电感

2.5 导线类型

2.6 一个导线组的磁链

2.7 复合导线的电感

2.8 三相线路的电感

2.9 双回三相线路

2.10 分裂导线

2.11 电阻

2.12 趋肤效应和邻近效应

2.13 磁场感应

2.14 总结

思考题

选择题

参考文献

第3章 输电线路的电容

3.1 简介

3.2 长直导线的电场

3.3 一组平行导线中两根平行导体的电位差

3.4 双线线路的电容

3.5 等间距三相输电线路的电容

3.6 非对称间距三相线路的电容

3.7 大地对输电线路电容的影响

3.7.1 镜像法

3.8 GMD方法（改进）

3.9 分裂导线

3.10 静电感应

3.11 总结

思考题

选择题

参考文献

第4章 电力系统元件的描述

4.1 引言

4.2 三相平衡网络的单相表述

4.3 单线图和阻抗或电抗图

4.4 标幺系统

4.4.1 变压器的标幺值表征

4.4.2 电力系统的阻抗标幺值图

4.5 复功率

4.6 同步电机的稳态模型

4.6.1 功率因数与功率控制

4.6.2 凸极式同步发电机

4.6.3 同步发电机的运行图

4.7 电力变压器

4.8 电力传输

4.9 电力系统保护

4.10 电力负荷的描述

4.11 总结

思考题

选择题

参考文献

第5章 输电线路的特点和性能

5.1 简介

5.2 短输电线路

5.2.1 电压调整率

5.3 中等距离线路

5.3.1 标准T模型

5.3.2 标准π型模型

5.4 长线路——严格解

5.4.1 常数ABCD的求法

5.5 长距离线路的等效电路

5.6 长线路方程的解释

5.7 费兰梯效应

5.8 电力线路的调谐

5.9 传输线路的功率流

5.9.1 功率圆图

5.10 控制电压的方法

5.10.1 注入无功功率

5.10.2 变压器控制

5.10.3 通过线路中部升压控制

5.10.4 传输线路的补偿

5.11 总结

思考题

选择题

参考文献

第6章 潮流计算

6.1 简介

6.2 网络模型的描述

6.2.1 YBUS矩阵形式的算法

6.3 通过奇异变换生成YBUS

6.3.1 图

6.3.2 初级网络

6.3.3 母线坐标系下的网络变量

6.3.4 母线关联矩阵

6.4 潮流计算

6.4.1 平衡节点

6.4.2 PQ节点／负载节点

6.4.3 PV节点／发电节点

6.4.4 电压可控节点

6.4.5 近似潮流计算方法

6.5 高斯-赛德尔法

6.5.1 潮流计算算法（针对情形Ⅰ）

6.5.2 收敛的加速

6.6 牛顿-拉夫逊法

6.6.1 NR法解潮流

6.6.2 迭代算法

6.6.3 直角坐标下的潮流修正方程式

6.7 解耦潮流法

6.7.1 解耦牛顿法

6.7.2 快速解耦潮流法

6.8 潮流计算方法的比较

6.9 电压分布的控制

6.9.1 由发电机控制

6.9.2 通过无功发生器（同步或静态电容器）控制

6.9.3 变压器控制

6.10 电力电子控制下的潮流

6.10.1 AC-DC潮流

6.10.2 变流器模型

6.10.3 解算方法

6.10.4 顺序法

6.11 总结

思考题

选择题

参考文献

第7章 电力系统优化运行

7.1 概述

7.2 单母线发电机组的优化运行

7.2.1 发电机运行成本

7.3 优化机组组合

7.3.1 动态规划法

7.4 可靠性的考虑

7.4.1 巴顿安全函数

7.4.2 安全约束下的机组组合优化

7.4.3 考虑机组的启动

7.5 最优发电调度

7.5.1 由B系数表示的传输损耗

7.5.2 传输损耗公式的推导

7.5.3 由潮流方程表示的传输损耗

7.6 最优潮流计算

7.6.1 无不等式约束的潮流优化

7.6.2 控制变量的不等式约束

7.6.3 因变量的不等式约束

7.7 水火混合电力系统的优化调度

7.7.1 数学表述

7.8 电力系统安全

7.8.1 引言

7.8.2 电力系统的状态分类

7.8.3 安全性分析

7.8.4 事故分析建模

7.8.5 事故筛选

7.9 维修计划

7.10 电力系统可靠性

7.10.1 电力中断

7.10.2 连续马尔可夫过程

7.10.3 可靠性规划

7.10.4 互联系统

7.10.5 复合发电及输电系统

7.11 总结

思考题

选择题

参考文献

附录7.1 机组组合问题

附录7.2 排放调度

参考文献

第8章 自动发电控制和电压控制

8.1 概述

8.2 频率控制（单一区域情况）

8.2.1 汽轮机调速系统

8.2.2 调速系统模型

8.2.3 汽轮机模型

8.2.4 发电机-负荷模型

8.2.5 完整的独立电力系统的频率控制方框图

8.2.6 稳态分析

8.2.7 动态响应

8.2.8 控制区的概念

8.2.9 比例积分控制

8.3 负荷频率控制和经济调度控制

8.4 两区域的负荷频率控制

8.5 负荷频率控制（两控制区）的优化

8.6 自动电压控制

8.7 受爬坡速率约束（GRCS）的负荷频率控制

8.8 调速器死区及其对AGC的影响

8.9 数字控制器

8.9.1 离散控制模型

8.10 分散控制

8.11 用于AGC的离散积分控制器

8.12 重组电力系统中的AGC

8.12.1 框图表示

8.12.2 非管制环境下的两区域电力系统状态空间模型

8.13 总结

思考题

选择题

参考文献

第9章 对称故障分析

9.1 概述

9.2 传输线上的暂态过程

9.3 同步电机的短路（空载情况）

9.4 带载同步电机的短路

9.4.1 应用戴维南定理计算短路（SC）电流

9.5 断路器的选择

9.6 短路计算的算法

9.7 阻抗矩阵ZBUS建立

9.7.1 通过建立导纳阵YBUS

9.7.2 电流注入技术

9.7.3 ZBUs建立的算法

9.8 总结

思考题

选择题

参考文献

第10章 对称分量法

10.1 概述

10.2 对称分量变换

10.2.1 功率恒定

10.3 Y-△变压器的相移

10.4 输电线路的序阻抗

10.5 电力系统的序阻抗和序网络

10.6 同步电机的序阻抗和序网络

10.6.1 正序阻抗和网络

10.6.2 负序阻抗和网络

10.6.3 零序阻抗和网络

10.6.4 同步发电机的序阻抗的值

10.7 传输线的序阻抗

10.8 变压器的序阻抗和序网络

10.9 电力系统中的序网络的构造

10.10 小结

思考题

选择题

参考文献

第11章 不对称故障分析

11.1 概述

11.2 不对称故障的对称分量分析

11.3 单相接地故障

11.3.1 带载条件下的故障分析

11.4 两相短路故障

11.5 两相接地故障

11.6 断线故障

11.6.1 两相断线

11.6.2 单相断线

11.7 利用节点阻抗矩阵法分析不对称故障

思考题

选择题

参考文献

第12章 电力系统稳定性

12.1 引言

12.1.1 电力系统稳定性的分类

12.1.2 可靠性、安全性与稳定性的关系

12.2 同步发电机的动态特性

12.2.1 多机系统

12.2.2 电机运动同步性

12.3 功角方程

12.3.1 简化的电机模型

12.3.2 功角曲线

12.4 节点消去技术

12.4.1 星角变换

12.4.2 戴维南等效

12.4.3 节点消除技术

12.5 简单系统

12.5.1 连接无限大母线的电机

12.5.2 两机系统

12.6 静态稳定

12.6.1 关于静态稳定的总结

12.7 暂态稳定

12.8 等面积法则

12.8.1 机械功率突变

12.8.2 故障切除时间对稳定性的影响

12.8.3 一回输电线路突然消失

12.8.4 一条线路突然短路

12.9 运动方程的数值解法

12.9.1 持续故障

12.10 多机系统稳定性

12.10.1 故障前节点矩阵

12.10.2 故障期间节点矩阵

12.10.3 故障后节点矩阵

12.10.4 摇摆方程的数字计算机解法

12.10.5 考虑自动调压器和调速环

12.10.6 运动方程的状态方程

12.10.7 运用改进欧拉方法计算摇摆曲线的计算机算法

12.10.8 大系统的稳定性研究

12.11 影响暂态稳定的因素

12.11.1 近期趋势

12.12 总结

思考题

选择题

参考文献

第13章 电力系统暂态过程

13.1 介绍

13.2 系统暂态过程分类

13.2.1 浪涌现象

13.2.2 短路现象

13.2.3 暂态稳定

13.3 浪涌行波和传播

13.3.1 电流解

13.3.2 结论的物理解释

13.3.3 行波的反射与折射

13.3.4 T型连接点的反射与折射

13.3.5 线路与集总电抗连接

13.3.6 串联电感

13.3.7 行波的衰减和失真

13.3.8 行波电压的测定

13.4 输电线路过电压的产生

13.4.1 谐振过电压

13.4.2 操作过电压

13.4.3 雷击过电压

13.5 输电线路防雷保护

13.5.1 使用屏蔽线或地线的保护

13.6 电力系统设备的防浪涌冲击保护

13.6.1 浪涌吸收器

13.6.2 浪涌分流器（避雷器）

13.7 绝缘配合

13.7.1 基本绝缘水平

13.7.2 临界闪络电压

13.7.3 脉冲率

13.7.4 标准脉冲测试波

13.7.5 电压时间特性曲线

13.7.6 设备的BIL

13.7.7 绝缘配合

13.7.8 避雷器相对于变压器的位置

13.7.9 基于波形的绝缘配合

13.8 雷电现象

13.8.1 威尔逊电荷分离原理

13.8.2 辛普森和Scarse学说

13.8.3 雷击的机理

13.9 中性点接地

13.9.1 中性点接地方式

13.10 总结

思考题

选择题

参考文献

第14章 高压直流（HVDC）输电

14.1 概述

14.2 换流器基础

14.2.1 晶闸管（阀）

14.2.2 晶闸管换流器

14.2.3 晶闸管等级

14.2.4 谐波

14.3 直流线路的种类（输电方式）

14.4 高压直流（HVDC）输电系统的结构

14.4.1 谐波

14.4.2 无功功率的需求

14.5 HVDC控制原理

14.6 经济考量

14.7 HVDC的应用

14.8 HVDC系统的优缺点

14.9 三相桥式换流器的性能

14.10 整流器

14.11 逆变器

14.12 HVDC中的几种典型断路器

14.12.1 AC-DC线路

14.12.2 多极直流线路

14.13 近期前沿

14.13.1 现有交流线路的改造

14.13.2 近期印度的HVDC工程

14.13.3 直流电抗器

14.14 未来发展趋势

14.15 总结

思考题

选择题

参考文献

第15章 电力系统安全分析

15.1 引言

15.2 系统状态分类

15.2.1 电力系统的运行状态

15.3 安全分析

15.3.1 预想事故分析的建模

15.3.2 预想事故筛选

15.4 预想事故分析

15.5 灵敏度因子

15.6 电力系统的电压稳定性

15.6.1 控制和防止电压不稳定的有效措施

15.6.2 电压崩溃

15.6.3 提高电压稳定性的方法

15.6.4 未来趋势和挑战

15.7 总结

选择题

参考文献

第16章 电压稳定性

16.1 引言

16.1.1 小扰动电压稳定性

16.1.2 电压稳定性

16.1.3 电压崩溃

16.2 功角与电压稳定性的比较

16.2.1 电压稳定性研究

16.2.2 静态电压分析

16.2.3 一些应对措施

16.3 无功功率潮流与电压崩溃

16.4 电压稳定性问题的数学方程

16.4.1 电压稳定性的其他准则

16.5 电压稳定性分析

16.5.1 各种电力系统元件的建模要求

16.5.2 发电机及其励磁控制

16.5.3 动态分析

16.5.4 静态分析

16.5.5 临近不稳定

16.5.6 使用模型分析法的电压稳定性评估

16.5.7 连续潮流分析法

16.5.8 高压直流线路下的电压稳定性

16.6 预防电压崩溃

16.7 目前的技术发展水平、未来趋势及挑战

16.8 小结

选择题

参考文献

附录A

第17章 电力系统的状态估计入门

17.1 引言

17.2 最小二乘估计：基本算法［7-9］

17.2.1 加权LSE

17.2.2 非线性测量

17.3 电力系统的静态状态估计［10 12］

17.3.1 唯注入算法（节点注入状态估计法）

17.3.2 唯支路算法（支路潮流状态估计法）

17.4 电力系统的跟踪状态估计［16］

17.5 计算的一些注意事项

17.5.1 网络可观测性［17］

17.5.2 病态问题

17.6 外部系统等值［20］

17.7 不良数据的处理［21 22］

17.7.1 不良数据检测［23］

17.7.2 不良数据的辨识［23］

17.7.3 不良数据的抑制［24］

17.8 网络可观测性及伪测量

17.9 电力系统状态估计的应用

拓展阅读

思考题

选择题

参考文献

第18章 电力系统中的补偿

18.1 引言

18.2 载荷能力

18.2.1 负荷补偿

18.2.2 线路补偿

18.3 补偿

18.3.1 串联补偿

18.3.2 并联补偿

18.4 柔性交流输电系统（FACTS）

18.4.1 并联补偿器

18.4.2 串联补偿器

18.4.3 串并联混合补偿器

18.4.4 晶闸管控制的串联电容器（TCSC）

18.4.5 静止同步补偿器（STATCOM）

18.4.6 静止串联同步补偿器（SSSC）

18.4.7 统一潮流控制器（UPFC）

18.5 其他FACTS装置

18.6 STATCOM和SVC之间的比较

18.6.1 串、并联补偿器之间的比较

18.7 FACTS装置的性能

18.8 UPFC和SVC装置的费用比较

18.9 FACTS装置的等效电路

18.10 FACTS的应用与益处

18.10.1 FACTS控制器在配电系统中对于提高电能质量的应用

18.10.2 功率因数（PF）和THD

18.11 总结

选择题

参考文献

第19章 负荷预测技术

19.1 前言

19.2 预测方法

19.3 平均值与趋势因子的估计

19.3.1 更多的一般形式模型

19.4 周期成分的估计

19.5 ys（k）的估计：时间序列法

19.5.1 自回归（AR）模型

19.5.2 自回归滑动平均模型（Auto-Regressive Moving-Average Models）

19.6 随机分量的估计：卡尔曼滤波法

19.6.1 应用于短期预测

19.6.2 即时非平稳态负荷预测技术

19.7 利用计量经济模型进行长期负荷预测

19.8 无功负荷预测

19.9 总结

19.9.1 未来发展趋势

思考题

选择题

参考文献

附录A向量与矩阵代数的介绍

附录B电路常量概述

附录C矩阵三角分解与最优排序

附录D电力系统雅可比矩阵的元素

附录E Kuhn-Tucker定理

附录F电力系统的计算机实时控制

附录G智能电网特性

附录H MATLAB与Simulink介绍

附录I变电站

附录J负荷潮流计算方法的收敛性

附录K电能质量：概述

附录L电力系统通信的最新发展趋势

附录M电力系统的重组和放松管制

附录N电力系统可靠性研究

附录O废气排放控制

附录P发电机组检修计划

附录1.1

习题答案

选择题答案