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第1章 概述1

1.1 引言1

1.2 运行环境的变化趋势2

1.3 在线暂态稳定评估3

1.4 对新工具的要求5

1.5 直接法：局限与挑战5

1.6 本书的目的7

第2章 系统建模与稳定性问题10

2.1 引言10

2.2 电力系统的稳定性问题11

2.3 模型结构与参数15

2.4 基于测量的建模方法16

2.5 电力系统的稳定性问题18

2.6 稳定性分析方法19

2.7 本章小结21

第3章 非线性动力系统的李雅普诺夫稳定与稳定域22

3.1 引言22

3.2 平衡点与李雅普诺夫稳定性22

3.3 李雅普诺夫函数理论25

3.4 稳定流形与不稳定流形26

3.5 稳定域29

3.6 稳定边界的局部性质30

3.7 稳定边界的全局特性34

3.8 确定稳定边界的算法35

3.9 本章小结40

第4章 拟稳定域：分析与刻画41

4.1 引言41

4.2 拟稳定域41

4.3 拟稳定域的特性46

4.4 本章小结48

第5章 能量函数理论与直接法49

5.1 引言49

5.2 能量函数50

5.3 能量函数理论52

5.4 用能量函数进行稳定域估计56

5.5 稳定域估计的最佳方法59

5.6 拟稳定域与能量函数61

5.7 本章小结64

第6章 暂态稳定模型解析能量函数的构造65

6.1 引言65

6.2 无损网络简化模型的能量函数66

6.3 无损结构保留模型的能量函数67

6.4 有损耗模型能量函数的不存在性73

6.5 局部能量函数的存在性75

6.6 本章小结76

第7章 有损耗暂态稳定模型数值能量函数的构造77

7.1 引言77

7.2 两步法77

7.3 基于首次积分的方法80

7.3.1 与摇摆方程相关的能量函数82

7.3.2 与潮流方程相关的能量函数83

7.3.3 与转子电路方程相关的能量函数84

7.4 数值病态问题87

7.5 近似方法的数值评价91

7.6 多步梯形法92

7.7 关于修正的数值能量函数96

7.8 本章小结96

第8章 稳定分析的直接法98

8.1 引言98

8.2 一个简单系统99

8.3 最近UEP法100

8.4 主导UEP法102

8.5 PEBS法103

8.6 本章小结104

第9章 最近不稳定平衡点法的理论基础107

9.1 引言107

9.2 结构保留模型107

9.3 最近不稳定平衡点109

9.4 最近UEP的性质111

9.5 最近UEP法112

9.6 改进的最近UEP法113

9.7 最近UEP的鲁棒性117

9.8 数值研究120

9.9 本章小结122

第10章 势能界面法基础124

10.1 引言124

10.2 PEBS法的步骤124

10.3 原模型与降阶模型126

10.4 广义梯度系统129

10.5 一类二阶动力系统132

10.6 原模型与构造模型的关系135

10.7 PEBS法分析138

10.8 本章小结148

第11章 主导不稳定平衡点法的理论部分149

11.1 引言149

11.2 主导UEP149

11.3 存在性与唯一性151

11.4 主导UEP法152

11.5 主导UEP法分析155

11.6 数值算例160

11.7 动态特性和几何特征163

11.8 本章小结164

第12章 主导不稳定平衡点法的计算部分166

12.1 引言166

12.2 计算上的挑战166

12.3 有约束非线性方程组的平衡点168

12.3.1 转子运动方程168

12.3.2 发电机电气方程168

12.3.3 励磁系统和电力系统稳定器169

12.3.4 网络方程169

12.3.5 平衡点方程169

12.4 平衡点数值计算技术170

12.5 平衡点的收敛域171

12.6 计算主导UEP的概念方法173

12.7 数值研究175

12.8 本章小结181

第13章 结构保留暂态稳定模型主导不稳定平衡点法基础182

13.1 引言182

13.2 系统模型183

13.3 稳定域184

13.4 奇异摄动法185

13.5 结构保留模型的能量函数186

13.6 DAE系统的主导UEP188

13.7 DAE系统的主导UEP法189

13.8 数值研究191

13.9 本章小结198

第14章 网络简化BCU法及其理论基础199

14.1 引言199

14.2 降阶模型200

14.3 分析结论201

14.4 静态关系和动态关系207

14.5 动态特性208

14.6 网络简化BCU的概念方法211

14.7 本章小结213

第15章 网络简化BCU的数值方法214

15.1 引言214

15.2 逸出点的计算215

15.3 稳定边界跟踪技术217

15.4 保障方案220

15.5 示例221

15.6 数值算例227

15.7 IEEE测试系统231

15.8 本章小结235

第16章 结构保留BCU法及其理论基础236

16.1 引言236

16.2 降阶模型236

16.3 静态性质和动态性质241

16.4 分析结论242

16.5 静态和动态联系的整合246

16.6 动态性质247

16.7 结构保留BCU的概念方法248

16.8 本章小结251

第17章 结构保留BCU的数值方法252

17.1 引言252

17.2 计算方面的考虑256

17.3 逸出点检测的数值方法256

17.4 MGP的计算258

17.5 平衡点的计算259

17.5.1 转子运动方程259

17.5.2 发电机电气动态方程259

17.5.3 励磁系统和PSS259

17.5.4 网络方程260

17.5.5 平衡点260

17.6 数值算例264

17.7 大规模测试系统273

17.8 本章小结275

第18章 从稳定边界角度出发的BCU法数值研究277

18.1 引言277

18.2 网络简化模型的稳定边界278

18.3 结构保留模型284

18.4 主导UEP的一个动态性质288

18.5 本章小结292

第19章 BCU法横截性条件的研究293

19.1 引言293

19.2 参数研究294

19.3 稳定边界性质的分析研究299

19.4 双机无限大母线系统301

19.5 数值研究308

19.6 本章小结311

第20章 BCU-逸出点法312

20.1 引言312

20.2 稳定边界性质312

20.2.1 稳定边界性质的验证方案314

20.2.2 稳定边界性质与系统阻尼317

20.3 BCU-逸出点的计算320

20.4 BCU-逸出点和临界能量322

20.5 BCU-逸出点法323

20.6 本章小结326

第21章 电力系统事故的群特性327

21.1 引言327

21.2 同调事故群328

21.3 同调事故群的识别329

21.4 静态群性质330

21.5 动态群特性340

21.6 本章小结341

第22章 群BCU-逸出点法343

22.1 引言343

22.2 基于群的验证方案343

22.3 线性和非线性关系345

22.4 群BCU-逸出点法352

22.5 数值研究354

22.6 本章小结360

第23章 群BCU-CUEP法361

23.1 引言361

23.2 计算主导UEP的正确方法362

23.3 群BCU-CUEP法363

23.4 数值研究366

23.5 本章小结368

第24章 群BCU法370

24.1 引言370

24.2 用于计算准确临界能量的群BCU法370

24.3 用于计算CUEP的群BCU法374

24.4 数值研究378

24.5 本章小结384

第25章 远景和未来方向展望385

25.1 目前的进展385

25.2 在线动态事故筛选387

25.3 建模的改进389

25.4 同步相量测量装置辅助的ATC在线计算389

25.5 新的应用392

25.6 本章小结393

参考文献394

附录408

A1.1 数学基础408

A1.2 第9章定理证明409

A1.3 第10章定理证明414

致谢422