定 價：58 元
叢書名：“十三五”國家重點出版物出版規(guī)劃項目 卓越工程能力培養(yǎng)與工程教育專業(yè)認證系列規(guī)劃教材（電氣工程及其自
- 作者：穆鋼 主編
- 出版時間：2021/7/1
- ISBN：9787111672609
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
全書共分12章，主要內(nèi)容有：電力系統(tǒng)的基本概念；電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析各元件特性及建模、簡單和復雜電力系統(tǒng)的潮流計算方法、有功功率平衡和頻率調(diào)整、電壓調(diào)整和無功補償；電力系統(tǒng)短路故障概述、對稱短路故障和不對稱故障計算原理和方法；發(fā)電機及其他動態(tài)元件的建模、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性概述、電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性分析。
在每章中都安排有與該章內(nèi)容相關的工程引例和擴展閱讀，并配有相應的習題和自行開發(fā)的計算平臺，有助于初學者了解所學內(nèi)容的工程背景及發(fā)展趨勢，并初步具備利用仿真工具分析電力系統(tǒng)問題的能力。
本書可作為高等學校本科電氣工程及其自動化專業(yè)的教學用書，也可作為高職高專相關專業(yè)教材，同時可供電力系統(tǒng)行業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
經(jīng)過多年發(fā)展，我國電力系統(tǒng)已經(jīng)成為世界上的互聯(lián)電力系統(tǒng)，無論是總裝機容量、發(fā)電量，還是電壓等級、輸電線路長度，以及可再生能源裝機規(guī)模都居世界首位。
電力系統(tǒng)的規(guī)模增長和發(fā)電裝機結(jié)構(gòu)的顯著變化，帶動了電力系統(tǒng)相關技術(shù)的進步。電力系統(tǒng)形態(tài)的變化也帶來了很多新問題和新需求。
編者所在的東北電力大學電氣工程教學團隊長期從事“電力系統(tǒng)分析”課程的教學，在教學改革和課程建設的長期實踐中，總結(jié)凝練了“工程—理論—工程”的教學思路并經(jīng)過長期實踐，曾獲教學成果二等獎，課程也先后入選精品課和精品資源共享課。
通過編寫一部教材來反映教學改革的思路和實踐，是我們縈繞已久的心愿。又唯恐才疏學淺，力所不逮，延宕數(shù)載而不決。2017年，在第六屆全國高校電氣工程系列課程教師研修班上，我們介紹了關于教學改革的思考和教材建設的想法，得到與會老師們的積極共鳴，機械工業(yè)出版社的編輯也大力推動，開啟了編寫本書的征程。
在本書編寫過程中，我們力圖體現(xiàn)“工程—理論—工程”的教學改革思路。注重從工程實踐和工程場景中提出問題，注意講清從工程問題提煉數(shù)學模型時采用的假設條件，注重分析產(chǎn)生問題的癥結(jié)和解決問題的關鍵；對于解決問題的理論分析過程，注重講清楚邏輯思路；對于理論分析的結(jié)果，再回到工程問題的場景中分析其價值和局限。
電力系統(tǒng)課程的主要教學內(nèi)容已成體系，本書沿用了這一傳統(tǒng)架構(gòu)。
在繼承的基礎上，如何創(chuàng)新？在編寫中怎樣才能突出“工程—理論—工程”的理念？我們在編寫本書時做了一點嘗試。
1.編撰引例。從第2章開始，每一章均編寫了引例，從不同的角度引出本章待解的工程問題，初步交代問題的形貌，說明解決問題的意義和不解決問題的危害。在具體教學內(nèi)容的處理上，物理概念的清晰交代和數(shù)學方法的運用并重，以解決問題的思路脈絡引領公式推導，講清推導意圖，簡化一些比較冗繁的推導過程。
2.充實小結(jié)。為實現(xiàn)理論回歸工程，努力剖析了每一個理論所解決問題的工程價值體現(xiàn)，并在各章結(jié)尾編寫了小結(jié)。小結(jié)不拘泥于本章教學內(nèi)容的簡單概述，盡量結(jié)合教學內(nèi)容對相關領域工程問題進行梳理總結(jié)，幫助學生舉一反三，了解所學知識的工程應用價值和延展。
3.增加擴展閱讀。為了反映電力系統(tǒng)發(fā)展帶來的一些新問題，以及因教學內(nèi)容限制而未能介紹的工程問題，我們編寫了數(shù)量不等的擴展閱讀材料附在各章末尾。擴展閱讀選題靈活，體例不限，幫助學生快速了解一個工程領域或一個工程問題的概貌，擴展學生視野，有興趣者亦可循此深入探究。
4.開發(fā)計算平臺。為了幫助學生更好地了解復雜電力系統(tǒng)的運行特性，學會分析復雜電力系統(tǒng)的運行問題，開發(fā)了“電力系統(tǒng)分析”課程習題用擴展計算平臺（EPSCPS）。
本書由穆鋼教授擔任主編，安軍教授任副主編，參加編寫的老師有周毅博、楊修宇、王玉鵬、劉洪波、陳奇。感謝東北電力大學電力系統(tǒng)課程組的陳厚合、孫亮、孫正龍、李娟、羅遠翔、姜濤、楊德友、楊玉龍、李本新、楊浩和李玲老師在百忙之中抽時間審閱了初稿，并提出寶貴的修改意見。
大學之本，在于教學。教學之基，在于教材。對于像“電力系統(tǒng)分析”這樣歷史悠久的成熟課程，編寫一部新教材是一件十分辛苦的工作。若試想在某些方面有新的嘗試和探索，就更加艱難。掩卷之余，猶如學生交上考卷，等待老師的評判。對編者而言，判定本書是否合格的恰恰是使用本書的學生。真誠地希望我們的辛苦付出能稍稍降低學生學習這門課程的難度，真誠地期待我們教學改革的構(gòu)思、教材編寫的構(gòu)想能如絲絲春雨般浸潤到學生的心田。
誠然，囿于編者的學識和水平，書中不妥之處在所難免，懇請各位同道、各位同學不吝賜教！批評指正！
感謝東北電力大學電氣工程學院、教務處對本書編寫工作的大力支持和熱忱幫助！
編者
序
前言
第1章電力系統(tǒng)的基本概念1
1.1電力系統(tǒng)概述1
1.1.1電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展1
1.1.2現(xiàn)代電力系統(tǒng)3
1.1.3電力系統(tǒng)的基本參量和接線圖4
1.2電力系統(tǒng)運行應滿足的基本要求6
1.2.1電能生產(chǎn)和供應的特點6
1.2.2電力系統(tǒng)運行的基本要求7
1.3電力系統(tǒng)的接線方式9
1.3.1幾種典型接線方式的特點9
1.3.2電氣設備的額定電壓要求10
1.4電力系統(tǒng)分析課程的內(nèi)容和相關研究工具12
1.4.1電力系統(tǒng)分析課程的定位和主要內(nèi)容12
1.4.2電力系統(tǒng)研究工具簡介12
小結(jié)14
擴展閱讀1.1我國電力系統(tǒng)未來發(fā)展的展望14
習題16
第2章電力系統(tǒng)元件特性和數(shù)學模型17
【引例】17
2.1交流電路中的功率18
2.1.1單相正弦交流電路的功率18
2.1.2三相正弦交流電路的功率20
2.1.3電功率與電能量的關系22
2.2電力線路的參數(shù)和數(shù)學模型22
2.2.1電力線路分類和結(jié)構(gòu)特點22
2.2.2架空交流輸電線路的參數(shù)25
2.2.3電力線路的數(shù)學模型28
2.2.4輸電線路的自然功率31
2.3電力變壓器的參數(shù)和等效電路32
2.3.1電力變壓器的等效電路32
2.3.2雙繞組變壓器的參數(shù)計算34
2.3.3三繞組變壓器參數(shù)計算35
2.3.4變壓器Π形等效電路37
2.4發(fā)電機組的穩(wěn)態(tài)運行特性39
2.5負荷的靜態(tài)特性和等效模型41
2.5.1負荷的靜態(tài)特性41
2.5.2電力系統(tǒng)計算中的負荷等效模型42
2.6電力網(wǎng)絡的數(shù)學模型43
2.6.1電力網(wǎng)絡等效電路43
2.6.2標幺制43
2.6.3不同電壓等級電網(wǎng)中各元件參數(shù)標幺值的計算46
2.6.4基準值改變時標幺值的換算49
2.6.5標幺值的簡化計算方法49
小結(jié)51
擴展閱讀2.1輸電網(wǎng)擴展規(guī)劃簡介52
習題53
電力系統(tǒng)分析目錄第3章簡單電力系統(tǒng)的潮流計算與分析54
【引例】54
3.1穩(wěn)態(tài)運行時輸電元件的功率、電壓關系55
3.1.1穩(wěn)態(tài)運行時電力線路的功率、電壓關系55
3.1.2分析電力線路運行狀態(tài)的功率圓圖60
3.1.3穩(wěn)態(tài)運行時變壓器的功率、電壓關系62
3.2潮流計算中的功率等效和簡化64
3.3簡單電力網(wǎng)絡的潮流計算與分析65
3.3.1輻射網(wǎng)的潮流計算65
3.3.2簡單環(huán)網(wǎng)的潮流計算70
3.3.3兩端供電網(wǎng)的潮流初始分布計算74
3.4電力網(wǎng)絡潮流的調(diào)整控制76
3.4.1潮流調(diào)控的必要性76
3.4.2借附加串聯(lián)加壓器控制潮流76
3.4.3借柔性交流輸電裝置控制潮流79
小結(jié)81
擴展閱讀3.1分布式電源接入對主動配電網(wǎng)潮流的影響81
擴展閱讀3.2電磁環(huán)網(wǎng)的運行問題82
習題83
第4章復雜電力系統(tǒng)的潮流計算方法85
【引例】85
4.1一般電力網(wǎng)絡功率方程86
4.1.1節(jié)點電壓方程88
4.1.2網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)變化時節(jié)點導納矩陣的修改90
4.1.3電力網(wǎng)絡的功率方程和節(jié)點類型劃分91
4.2牛頓法潮流計算94
4.2.1求解非線性代數(shù)方程的牛頓拉夫遜法94
4.2.2潮流計算的修正方程式97
4.2.3牛頓拉夫遜法潮流計算的基本步驟100
4.3PQ分解法潮流計算102
小結(jié)105
擴展閱讀4.1交直流混聯(lián)系統(tǒng)的潮流計算105
擴展閱讀4.2潮流107
擴展閱讀4.3電力系統(tǒng)狀態(tài)估計108
習題109
第5章電力系統(tǒng)有功功率平衡和頻率調(diào)整112
【引例1】112
【引例2】113
5.1電力系統(tǒng)的有功功率平衡113
5.1.1頻率偏移的起因及其影響113
5.1.2有功負荷變化的分類和平衡對策115
5.1.3有功功率備用容量116
5.2電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟分配117
5.2.1各類發(fā)電廠的運行特點與機組組合117
5.2.2電力系統(tǒng)有功負荷在發(fā)電機上的分配119
5.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整126
5.3.1電力系統(tǒng)及其元件的功率頻率特性126
5.3.2有功功率不平衡量與頻率偏移的定量關系130
小結(jié)136
擴展閱讀5.1電力系統(tǒng)自動發(fā)電控制(AGC)137
擴展閱讀5.2防止頻率過度降低的緊急控制—低頻減載138
習題139
第6章電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整和無功補償141
【引例】141
6.1電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的必要性142
6.2電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的定量關系144
6.2.1簡單電力系統(tǒng)中電壓調(diào)整的定量關系144
6.2.2復雜電力系統(tǒng)中電壓調(diào)整的定量關系145
6.3不同運行方式下調(diào)壓控制量的協(xié)調(diào)147
6.4無功電源的運行特性和調(diào)壓控制量計算150
6.4.1無功電源的運行特性150
6.4.2變壓器分接頭計算153
6.4.3無功補償設備的小補償容量計算155
6.4.4調(diào)壓措施的綜合運用158
小結(jié)158
擴展閱讀6.1電力系統(tǒng)的自動電壓控制（AVC）159
擴展閱讀6.2電壓九區(qū)圖控制法160
習題161
第7章電力系統(tǒng)對稱短路電流的計算方法163
【引例】163
7.1電力系統(tǒng)短路故障概述163
7.2電力系統(tǒng)三相短路電流分析166
7.2.1恒定電動勢源電路的三相短路電流分析166
7.2.2同步發(fā)電機三相短路電流的主要特點分析168
7.2.3短路沖擊電流和短路電流有效值168
7.3短路電流周期分量初始值計算170
7.3.1短路電流近似計算時的計算條件170
7.3.2簡單電力系統(tǒng)短路電流的計算171
7.3.3復雜電力系統(tǒng)短路電流的計算172
7.4短路電流的計算機計算172
7.4.1等效網(wǎng)絡173
7.4.2基于節(jié)點阻抗矩陣的穩(wěn)態(tài)短路電流計算方法174
7.4.3基于節(jié)點導納矩陣的穩(wěn)態(tài)短路電流計算方法175
7.4.4輸電線路非端點位置短路時的計算方法176
小結(jié)177
擴展閱讀7.1大電網(wǎng)短路電流超標問題177
習題178
第8章電力系統(tǒng)不對稱故障的分析和計算181
【引例】181
8.1對稱分量法的基本原理182
8.1.1同頻率三
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