●前言
第1章 模式諧振與電力繫統振蕩
1.1 電力繫統低頻功率振蕩與次同步振蕩
1.1.1 電力繫統低頻功率振蕩
1.1.2 電力繫統次同步振蕩
1.2 近似強模式諧振理論基礎
1.2.1 特征值靈敏度
1.2.2 弱模式諧振
1.2.3 強模式諧振
1.3 近似強模式諧振在電力繫統低頻功率振蕩和次同步振蕩機理分析中的應用
1.3.1 模式諧振現像的早期認識
1.3.2 模式諧振引發電力繫統低頻功率振蕩
1.3.3 算例1.1——近似強模式諧振引發電力繫統低頻功率振蕩
1.3.4 算例1.2——電力繫統中弱機電振蕩模式諧振
1.3.5 算例1.3——IEEE SSR第一標準電力繫統中的近似強模式諧振
參考文獻
附錄1.1 算例1.1繫統參數
附錄1.2 算例1.2繫統參數
附錄1.3 算例1.3繫統參數
第2章 永磁同步風機與電力繫統開環模式諧振
2.1 含永磁風機接入的電力繫統閉環模型
2.1.1 永磁同步風機子繫統模型
2.1.2 ROPS子繫統線性化模型
2.1.3 鎖相環
2.1.4 理想鎖相環時的閉環模型
2.2 開環模式諧振原理
2.2.1 開環模式諧振概念的引入——阻尼轉矩分析
2.2.2 永磁風機引起的開環模式諧振分析
2.2.3 永磁同步風機開環振蕩模式
2.3 算例2.1——永磁同步風機接入兩機電力繫統對低頻功率振蕩的影響
2.3.1 算例繫統與參數
2.3.2 永磁同步機子繫統線性化狀態空間模型
2.3.3 ROPS子繫統線性化狀態空間模型
2.3.4 理想鎖相環時的閉環互聯模型
2.3.5 開環直流電壓控制外環振蕩模式
2.3.6 穿透功率對動態交互的影響
2.4 算例2.2——永磁同步風機接入引起次/超同步振蕩
2.4.1 次同步振蕩模式間的開環模式諧振
2.4.2 超同步振蕩模式間的開環模式諧振
2.5 開環模式諧振條件下含多臺永磁同步風機接入的多機電力繫統次同步振蕩風險識別方法
2.5.1 含多臺永磁風機接入的電力繫統多層閉環模型
2.5.2 多機繫統殘差指標
2.5.3 算例2.3——含5臺永磁風機接入的多機電力繫統
參考文獻
附錄2.1 算例2.2繫統參數
附錄2.2 算例2.3繫統參數
第3章 雙饋感應風機與電力繫統開環模式諧振
3.1 含雙饋風機接入的電力繫統閉環模型
3.1.1 雙饋感應風機子繫統模型
3.1.2 閉環互聯模型
3.2 雙饋感應風機與電力繫統機電暫態開環模式諧振
3.2.1 雙饋風機引起的開環模式諧振分析
3.2.2 雙饋感應風機機電開環振蕩模式
3.2.3 算例3.1——含雙饋風機接入的兩機電力繫統
3.3 開環模式諧振條件下雙饋感應風機接入多機電力繫統引發次同步振蕩風險識別方法
3.3.1 含多臺雙饋風機接入的電力繫統多層閉環模型
3.3.2 算例3.2——含5臺雙饋風機接入的多機電力繫統
3.4 含雙饋感應風機的串補電力繫統開環模式諧振
3.4.1 雙饋感應風機與串補線路之間的開環模式諧振
3.4.2 算例3.3——含雙饋風機接入的串補電力繫統
參考文獻
附錄3.1 算例3.2繫統參數
附錄3.2 算例3.3繫統參數
第4章 鎖相環與電力繫統開環模式諧振
4.1 鎖相環與電力繫統開環模式諧振分析
4.1.1 閉環模型
4.1.2 開環模式諧振
4.2 算例4.1——單臺變速風機內鎖相環與並網換流器控制繫統間的開環模式諧振
4.2.1 鎖相環和永磁同步風機網側換流器控制的開環模式諧振
4.2.2 鎖相環和雙饋感應風機換流器控制開環模式諧振
4.3 算例4.2——單個風電場內多個鎖相環間的開環模式諧振
4.3.1 兩個鎖相環之間的開環模式諧振
4.3.2 三個鎖相環之間的開環模式諧振
4.4 算例4.3——鎖相環與電力繫統機電振蕩模式間的開環模式諧振
4.4.1 繫統運行狀態影響
4.4.2 鎖相環參數的影響
4.4.3 短路比和風電穿透功率的影響
4.4.4 復雜鎖相環的影響
4.5 算例4.4——鎖相環與同步機軸繫間次同步開環模式諧振
4.5.1 鎖相環與同步機軸繫間開環模式諧振
4.5.2 風機出力和連接阻抗的影響
4.5.3 鎖相環之間次同步交互導致開環模式諧振
參考文獻
附錄4.1 算例4.1和算例4.2中風機參數
附錄4.2 算例4.4中永磁同步風機參數
第5章 交直流混聯電力繫統開環模式諧振分析
5.1 交直流混聯電力繫統小干擾穩定性
5.1.1 柔性直流輸電接入對交直流混聯電力繫統小干擾穩定性的影響
5.1.2 含柔性直流輸電網接入的交直流混聯電力繫統穩定性
5.1.3 交直流混聯電力繫統穩定性分析方法
5.2 開環模式諧振引起的多端直流網與交流繫統間的強機電動態交互
5.2.1 含VSC MTDC網接入的交直流混聯電力繫統的閉環互聯模型
5.2.2 交直流電網動態交互阻尼轉矩法分析
5.2.3 交直流電網間的開環模式諧振分析
5.2.4 算例5.1——含10端直流電網接入的電力繫統
5.3 開環模式諧振條件下柔性直流輸電控制與交流繫統次同步交互
5.3.1 含柔性直流輸電接入的交直流混聯電力繫統閉環模型
5.3.2 柔直與交流繫統間的開環模式諧振
5.3.3 算例5.2——含柔性直流輸電線的電力繫統
5.4 多端柔性直流輸電控制引發的開環模式諧振及其傳播
5.4.1 含多端柔性直流電網的交直流混聯電力繫統線性化模型
5.4.2 算例5.3——含5端直流電網接入的電力繫統
參考文獻
附錄5.1 5.2.4節中新英格蘭測試繫統參數
附錄5.2 5.3.3節中3機9節點交直流混聯電力繫統參數
附錄5.3 5.4.2節中5端交直流混聯電力繫統參數
第6章 虛擬慣性或虛擬同步機控制引起的開環模式諧振
6.1 永磁同步風機虛擬慣性控制引起的開環模式諧振
6.1.1 虛擬慣性控制與電力繫統形成的閉環模型
6.1.2 動態交互作用根軌跡分析
6.1.3 算例6.1——含永磁風機接入的單機無窮大繫統
6.1.4 算例6.2——含永磁風機接入的新英格蘭多機電力繫統
6.2 虛擬同步發電機控制與電力繫統機電動態交互開環模式諧振分析
6.2.1 含多個虛擬同步發電機接入的電力繫統線性化閉環模型
6.2.2 虛擬同步發電機提供的阻尼轉矩分析
6.2.3 虛擬同步發電機控制與ROPS子繫統間的開環模式諧振
6.2.4 算例6.3——含3臺虛擬同步發電機接入的兩機電力繫統
6.2.5 算例6.4——虛擬同步發電機間的開環模式諧振
6.3 采用虛擬同步發電機控制的多端柔性直流繫統小干擾穩定性
6.3.1 VSC換流站傳遞函數模型
6.3.2 虛擬同步發電機得到的阻尼轉矩分析
6.3.3 虛擬同步發電機與直流電網間的開環模式諧振
6.3.4 算例6.5——含單個虛擬同步發電機的直流繫統穩定性分析
6.3.5 算例6.6——含多個虛擬同步發電機的直流輸電繫統穩定性
參考文獻
附錄6.1 算例6.1繫統參數
附錄6.2 算例6.2繫統中永磁風機參數
附錄6.3 算例6.3及算例6.4繫統參數
第7章 電力繫統區域低頻功率振蕩開環模式諧振
7.1 引言
7.2 低頻功率振蕩開環模式諧振
7.2.1 單機無窮大電力繫統中開環模式諧振概念的引入
7.2.2 一般多機電力繫統中開環模式諧振概念的引入
7.2.3 開環模式諧振對繫統穩定性的影響
7.3 發電機與電力繫統開環模式諧振分析
7.3.1 閉環模型的建立
7.3.2 算例7.1——4機兩區域電力繫統
7.3.3 算例7.2——紐約-新英格蘭繫統
7.3.4 低頻機電振蕩模式在復頻面上分布的演變
7.3.5 算例7.3——實際電網一
7.3.6 算例7.4——實際電網二
7.4 開環模式諧振引起區域間低頻功率振蕩分析
7.4.1 互聯電力繫統閉環互聯模型
7.4.2 兩輸入-兩輸出繫統的開環模式諧振
7.4.3 算例7.5——4機兩區域繫統
7.4.4 算例7.6——紐約-新英格蘭繫統
7.4.5 一個實際低頻功率振蕩事故分析
參考文獻
附錄7.1 算例7.1繫統參數
附錄7.2 算例7.2繫統參數
附錄7.3 算例7.5繫統參數
附錄7.4 算例7.6繫統參數

本書介紹風電並網引起電力繫統寬頻振蕩的開環模式諧振原理與分析方法。在第1章中，簡單回顧了電力繫統低頻機電功率振蕩和次同步振蕩問題的研究歷史和現狀，介紹了模式諧振的基本理論。在第2~7章中，分別介紹了永磁同步風機、雙饋感應風機、鎖相環、柔性直流輸電和直流電網、虛擬慣性和虛擬同步機控制以及同步發電機參與和引發的電力繫統寬頻振蕩的開環模式諧振原理與分析方法，並通過大量算例展示了開環模式諧振分析方法的應用。本書適合電力繫統自動化領域科研人員和研究生學習及參考，也可作為電力繫統工程技術人員的參考用書。