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第1章 电力系统模拟理论基础1

1.1电力系统的研究方法1

1.2电力系统的研究工具1

1.3模拟理论的基本概念3

1.4相似定理4

1.5确立相似判据的方法9

1.6各种基本电路的相似判据11

第2章 同步发电机模拟17

2.1同步发电机物理模拟的条件17

2.2模拟同步发电机设计方面的主要特点18

2.3模拟同步发电机的容量及改变容量对电机参数的影响19

2.4模拟比与标么值的关系20

2.5模拟同步发电机参数的调整方法21

2.6同步发电机模拟计算举例22

2.7模拟同步发电机的设计25

2.7.1模拟同步发电机的容量25

2.7.2模拟同步发电机的转速26

2.7.3模拟同步发电机的参数、时间常数和损耗26

2.7.4模拟同步发电机的无载特性及波形27

2.7.5模拟同步发电机的主要尺寸与参数关系28

2.7.6模拟同步发电机的结构29

2.8模拟同步发电机参数的实验测定方法30

第3章 同步发电机励磁系统及负阻器模拟41

3.1励磁系统概述41

3.2励磁系统的模拟条件43

3.3并励励磁系统等值时间常数的计算43

3.4励磁机的模拟条件45

3.5励磁机模型47

3.6励磁调节器的接入条件53

3.7励磁调节器的数学模型53

3.8负阻器模拟61

3.9全数字式励磁系统实现65

第4章 原动机及调速器模拟67

4.1原动机模拟的基本要求67

4.2原动机的转矩特性68

4.3直流拖动系统的基本特性71

4.4改变参数对直流拖动系统特性的影响72

4.5改变自均衡系数的几种方案73

4.6应用可控硅供电的原动机模拟方案75

4.7原动机转矩特性的测定76

4.8原动机的数学模型76

4.8.1汽轮机的数学模型76

4.8.2水轮机的数学模型78

4.8.3柴油机的数学模型80

4.9调速系统的数学模型80

4.10全数字化原动机及调速器实现86

第5章变压器模拟87

5.1模拟变压器的要求和条件87

5.2模拟变压器的特点88

5.3阻抗电压的计算89

5.4三绕组变压器及自耦变压器的阻抗计算及模拟92

5.4.1三绕组变压器92

5.4.2自耦变压器94

5.5变压器的连接95

5.6模拟变压器参数之间的矛盾问题和附加损耗问题96

第6章 输电线路模拟98

6.1用分段等值链型电路模拟一定长度的实际线路99

6.2高压输电线路（原型）参数的分析及模拟参数的确定101

6.3线路模型中电感线圈设计实例103

6.4双回路输电线非全相状态的模拟107

6.5等值链型电路所产生的误差110

6.6特高压长距离交流输电线路分布参数计算及线路模型112

6.6.1特高压输电线路分布参数的计算112

6.6.2单位长度对称分裂导线的电导113

6.6.3特高压长距离输电线路型等值电路的建立114

第7章 电力系统负载模拟116

7.1负载模拟的基本条件116

7.2电力系统负载的特性116

7.3电力系统动态负载模拟123

7.3.1电机类负载模拟123

7.3.2能量回馈式智能动态负载模拟器124

第8章 电网电压故障模拟127

8.1新能源发电低电压穿越要求127

8.1.1风力发电低电压穿越要求127

8.1.2光伏发电低电压穿越要求128

8.2电网电压故障模拟方法128

8.2.1基于并联阻抗分压的电压故障模拟128

8.2.2基于改变变压器抽头的电压故障模拟129

8.2.3基于电力电子变换器的电压故障模拟129

第9章 风力发电模拟134

9.1风速模拟134

9.2风力机模拟136

9.2.1风力机模型136

9.2.2机械传动轴模型137

9.2.3桨距角调节系统模型138

9.3永磁风力发电并网变流器控制138

9.3.1永磁风力发电系统结构138

9.3.2永磁风力发电并网变流器控制原理139

9.4双馈风力发电并网变流器控制141

9.4.1双馈风力发电系统结构141

9.4.2双馈风力发电并网变流器控制原理141

第10章 光伏发电模拟144

10.1光伏电池模拟器的工作原理144

10.1.1光伏电池的输出特性144

10.1.2光伏电池的工作原理146

10.2光伏发电阵列的数学模型147

10.2.1光伏电池的工程模型147

10.2.2光伏阵列的数学模型148

10.3光伏电池模拟器的控制系统设计149

10.3.1光伏电池模拟器的系统结构149

10.3.2光伏电池模拟器的控制原理149

10.4光伏发电最大功率跟踪控制150

10.4.1扰动观察法150

10.4.2改进扰动观察法151

10.5光伏发电系统控制策略154

第11章 储能电池模拟156

11.1电池模拟原理156

11.2钒电池157

11.2.1钒电池的工作原理157

11.2.2钒电池的数学模型158

11.3铅酸蓄电池159

11.3.1铅酸蓄电池的工作原理159

11.3.2铅酸蓄电池的数学模型160

第12章 电力系统实时仿真模拟技术163

12.1半实物实时仿真技术163

12.2光伏发电硬件在环仿真系统164

12.3混合仿真技术165

12.3.1混合仿真原理165

12.3.2混合仿真流程166

12.4风力发电并网混合仿真系统167

第13章 电力系统监控技术169

13.1动模数字主站系统169

13.1.1动模数字主站系统的设计原则169

13.1.2动模数字主站系统的配置170

13.2广域测量系统171

13.2.1动模实时动态监控系统171

13.2.2动模实验室WAMS的需求172

13.2.3动模实验室WAMS的结构173

参考文献176