牛宝体育本书全面讲解了现代电力系统的动态行为和控制问题，内容包括电力系统规 划、设计、运行和控制中特别关注的静态稳定性、暂态稳定性、电压稳定性、频率 稳定性、次同步振荡稳定性牛宝体育、动态等效和发电机自励磁等重要主题。本书的突出优 势是注重物理原理、内容全面、分析深入、解释透彻。

　　本书可作为电力系统专业硕士和博士研究生“电力系统暂态分析”课程的教 材。同时，本书也特别适合于从事电力系统研究牛宝体育、规划、设计、运行和控制的专业 人员阅读。

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　　译者：徐政，教授，浙江大学电机系。著作有《柔性直流输电系统 第2版》《 电力系统分析中的计算方法》等。

　　3.3.4圆柱形转子发电机的无功功率能力曲线电压-无功功率能力特性9(Q) 80

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　　1997 年，本书作者 J. Machowski、J. W. Bialek 和 J. R. Bumby 出版了一 本名为 Power Sys#31;tem Dynamics and Stabilit*的书，即本书的第1版。该书得到了广大读者的好评，读者告诉我 们，无论在学术界还是在工业界，该书通常被用作正规教材。该书出版大约10年后，我们 开始着手编写其第+版。然而，我们很快意识到，这些年来电力系统行业的发展，需要组织 大量新增材料来进行描述。因此，本书在第S版基础上扩充了大约三分之一的内容，且新的 书名改为 Power System Dynamics ： Stabilit* and Cowtroi $ 其中 % 控制（Control）” 一词反映了 这样一个事实，本书中大部分的新增材料涉及电力系统控制，包括柔流输电系统 （FACTS）、广域测量系统（WAMS）、频率控制、电压控制等。新的书名还反映了本书的重 点从单纯描述电力系统的动态行为扩展到了包括提高稳定性的控制方法。例如，我们坚信新 的WAMS技术可能会彻底改变电力系统的控制。在电力系统运行中更广泛地运用WAMS的 主要障碍之一，公认是缺乏可用于系统实时控制的算法。本书试图通过开发一些基于WAMS 的实时控制算法来填补这一空白$

　　新增如此多材料的第二个原因是，自+0世纪90年代以来，电力系统行业发生了前所未 有的变化。特别是可再生能源发电的快速增长（其驱动力是对全球变暖的关注）正在改变 电力系统的基本特性。目前，风力发电在可再生能源中占主导地位，而风电机组通常采用感 应电机而不是同步电机。由于此种发电类型的大量渗透将会改变系统的动态行为，因此新增 的第7章完全用于对风力发电的描述。

　　需要考虑的第三个因素是在新千年的前几年发生的一系列被广泛知晓的停电事故所产生 的影响。特别引起关注的是发生在2003年秋季的美国/加拿大、意大利、瑞典/丹麦和英国 的大停电事故，以及2004年雅典的大停电事故和2006年11月4日欧洲的大停电事故。这 些大停电事故暴露了多个关键性问题，特别是那些与电力系统在低电压下的行为有关的问 题牛宝体育。因此，本书扩充了这方面的内容，同时对某些停电事故进行了剖析。

　　必须强调的是，本书基于与上一版相同的理念，试图对如何培养电力系统工程师的一些 重要问题给出解答。随着功能强大、可运行越来越复杂仿真软件的计算机的普及，存在一种 用仿真来替代理解的趋势。这种趋势对学生和年轻研究人员尤其危险，因为他们认为仿真是 一种万能药且总能给出正确的答案。他们没有意识到的是，缺乏对基本原理的物理内涵的理 解，就不可能对仿真结果进行自信的解释或验证牛宝体育。因此，用善意的怀疑态度对待任何计算机 仿真的原始结果绝对是一种好习惯。

　　本书的叙述方法与上述书籍不同。我们首先尝试用发电机的简单模型，结合电气工程的 基本物理定律，对电力系统动态过程的基本物理现象进行定性解释。在学生理解了电力系统 动态过程的基本物理概念之后，我们再引入发电机的完整数学模型，然后再讲解更高级的主 题，如系统简化、动态仿真和特征值分析。通过这种方式，读者可以在不首先学习Park方 程的情况下了解电力系统运行，我们的愿望是使读者能够更容易地进入这个领域。

　　下面对各章和新增材料进行更详细的介绍。第1章对电力系统动态过程进行了分类，并 给出了一个简要的历史回顾。新增材料扩展了电力系统稳定性和安全性评估的定义，并引入 了一些后面章节中要用到的重要概念。第2章概述了电力系统中的主要元件，包括现代的 FACTS装置。新增材料对FACTS装置进行了更全面的描述，同时增加了关于WAMS的新的 一节。第3章介绍了稳态模型及其在电力系统性能分析中的应用。新增材料对发电机作为无 功电源进行了较深入的讨论，同时引入了电压-无功功率能力特性曲线；我们认为这是对这 些概念的一种全新解释，因为在其他地方还没有看到过。前面已提到过的大范围停电事故， 突显了理解发电机及其控制装置在低电压下动作特性的重要性。本章还增加了关于电网中潮 流控制的新的一节。

　　第4章分析了扰动后的动态过程，引入了适合于分析同步发电机动态行为的模型。第5 章讨论了小扰动后的电力系统动态过程（静态稳定性）。第6章分析了大扰动后的电力系统 动态过程（暂态稳定性），本章新增的材料包括利用Lyapunov直接法分析多机电力系统稳定 性以及失步保护的原理。第7章是全新的，讲述了风力发电的基本原理。第8章进行了大篇 幅的扩展，给出了电压稳定性的解释以及多种用于电压稳定性评估的方法。新增材料包括电 力系统停电事故的实例，预防电压崩溃的方法，并增加了新的一节用于讨论发电机自励磁问 题。第9章对频率稳定和控制进行了较大篇幅的扩展，包括针对频率不稳定的防御计划和频 率控制的质量评估。本章新增了一节讨论自动发电控制（AGC）与FACTS装置之间的相互 作用，这些FACTS装置安装在互联电力系统的联络线上用于控制联络线章概 述了增强稳定性的主要方法，包括传统的方法和使用FACTS装置的方法。新增材料包括使 用制动电阻提高稳定性，并将早期已导出的镇定算法推广到多机电力系统的新的结果等。

　　第11章介绍了不同电力系统元件的高级模型。新增材料包括风电机组模型和FACTS装 置模型。第12章对多机电力系统静态稳定性的特征值分析方法进行了大篇幅的扩展，增加 了对特征值和特征向量意义的完整解释以及相关数学背景知识的更系统的介绍。由于此主题 是高度数学化的，可能较难理解，因此我们增加了大量的数值算例。第13章介绍了用于电 力系统动态仿线章介绍了如何使用等效简化来减小仿真问题的规模牛宝体育，该 章进行了较大篇幅的扩展，新增材料包括等效简化的模态分析以及多个算例。