《電力系統自組織臨界特性與大電網安全》是2009年清華大學出版社出版的圖書，作者是梅生偉，薛安成。本書主要介紹自組織臨界理論及其在大電網安全分析領域的套用成果。
基本介紹
- 書名：電力系統自組織臨界特性與大電網安全
- 作者：梅生偉，薛安成
- ISBN： 9787302193975
- 出版社：清華大學出版社
- 出版時間：2009-04-01
基本信息,內容簡介,圖書目錄,
基本信息
作 者： 編
出 版 社：
ISBN：
出版時間：
版 次： 1
頁 數： 303
裝 幀： 精裝
開 本： 16開
所屬分類： 圖書>教材教輔>研究生
內容簡介
本書內容分為三部分。第一部分(第1～4章)主要利用機率論和隨機過程為大電網的自組織臨界理論奠定嚴格的數學基礎，包括介紹與自組織臨界理論相關的數學與統計物理方面的基本概念和基本理論、複雜系統冪律分布特性的數學解釋、基於控制論的自組織臨界一般原理及電力系統演化機制模型等內容；第二部分(第5～8章)主要利用複雜系統自組織臨界理論，建立了系列電力系統連鎖故障及大停電事故模型，包括基於直流潮流的OPA和改進OPA模型、基於交流潮流的大停電事故模型、計及無功/電壓特性的大停電事故模型以及考慮暫態穩定約束的大停電事故模型等，這些模型可從各個層面全方位地揭示超大規模互聯電網的異常動態特性及其機理，評估大停電風險並提出相應的預防措施；第三部分(第9～10章)緊密結合工程實際，初步探討了自組織臨界理論在電網/電源規劃和電力應急管理中的套用，包括大電網關鍵線路和節點的辨識方法、運行參數設定與大電網安全的關係、災害預警和防災預案評估等。 《電力系統自組織臨界特性與大電網安全》可以作為電氣工程和系統科學專業的研究生教材，也可供從事上述專業的科研人員和工程技術人員參考。
圖書目錄
第1章 緒論1
1.1 從複雜性科學角度看大電網1
1.2 SOC理論與大停電6
1.3 大停電數據的SOC實證分析8
1.4 電力網路的複雜特性8
1.5 連鎖故障模型10
1.5.1 基於網路拓撲結構的連鎖故障模型11
1.5.2 基於元件級聯失效的連鎖故障模型15
1.5.3 基於電網動態特性的連鎖故障及大停電事故模型16
1.6 本書內容概覽20
第2章 SOC若干基本概念22
2.1 隨機變數22
2.1.1 機率22
2.1.2 隨機變數和分布函式24
2.1.3 連續型隨機變數25
2.1.4 隨機變數的數字特徵27
2.2 隨機過程29
2.2.1 隨機過程及其數字特徵30
2.2.2 平穩隨機過程32
2.2.3 各態歷經過程35
2.2.4 隨機信號時域特徵的估計36
2.3 隨機過程的頻域特性——能量和譜38
2.3.1 實隨機過程的功率譜密度38
2.3.2 實隨機過程的互功率譜密度40
2.4 Brown運動和噪聲41
2.4.1 Brown運動42
2.4.2 噪聲43
2.5 中心極限定理45
2.5.1 一般形式的中心極限定理46
2.5.2 Donsker不變原理47
2.6 標度不變性47
2.6.1 多尺度系統和自相似性48
2.6.2 標度不變性的示例49
2.7 漲落50
2.8 冪律與相關性52
2.8.1 冪律52
2.8.2 Levy分布53
2.8.3 Levy分布與長程相關55
2.8.4 SWV方法58
2.8.5 ?R/S?方法59
2.8.6 ?R/S?方法與Levy冪律分布59
2.8.7 廣義中心極限定理60
2.9 幾點討論61
第3章 SOC一般性原理62
3.1 組織與自組織62
3.2 SOC現象與臨界態64
3.2.1 自然界中的SOC現象64
3.2.2 臨界態和非臨界態68
3.3 SOC特徵69
3.4 基於控制論的SOC71
3.4.1 演化系統的數學描述71
3.4.2 系統演化過程和SOC 72
3.5 SOC與複雜性73
3.6 SOC與混沌74
3.7 SOC與HOT75
3.8 幾點討論77
第4章 電力系統SOC基礎78
4.1 電網演化機制模型79
4.1.1 暫態過程模擬80
4.1.2 快動態過程模擬86
4.1.3 慢動態過程模擬88
4.1.4 電網生長演化過程模擬91
4.2 電力系統大停電的SOC現象98
4.2.1 我國電網停電事故統計的冪律特徵98
4.2.2 基於SWV方法的我國電網事故自相關性分析103
4.2.3 基於?R/S?方法的我國電網事故自相關性分析 107
4.3 電力系統控制與SOC108
4.4 電力系統風險評估109
4.4.1 VaR109
4.4.2 CVaR110
4.4.3 基於歷史統計數據的停電風險評估111
4.4.4 關於VaR和CVaR的進一步討論112
第5章 基於直流潮流的大停電事故模型114
5.1 直流潮流及最佳化模型114
5.1.1 直流潮流簡介114
5.1.2 基於直流潮流的最佳化問題117
5.2 OPA模型118
5.2.1 OPA模型簡介118
5.2.2 基於OPA模型的電力系統SOC分析120
5.3 改進OPA模型127
5.3.1 改進OPA模型設計127
5.3.2 基於改進OPA模型的電力系統SOC分析130
5.4 若干問題的討論143
第6章 基於交流潮流的大停電事故模型144
6.1 最優潮流數學模型144
6.2 模型設計145
6.2.1 模型結構145
6.2.2 快動態過程（內部循環）145
6.2.3 慢動態過程（外部循環）147
6.2.4 模型特點147
6.3 連鎖故障仿真148
6.3.1 控制參數設計148
6.3.2 IEEE 30節點系統149
6.3.3 東北500?kV主幹網系統153
6.3.4 網路拓撲對連鎖故障的影響159
6.4 巨觀SOC特徵提取及臨界性分析160
6.4.1 快動態的臨界性161
6.4.2 巨觀SOC特徵提取162
6.4.3 東北500?kV主幹網系統臨界性分析164
6.5 幾點討論166
第7章 計及無功/電壓特性的大停電事故模型167
7.1 大停電事故模型I167
7.2 大停電事故模型I的無功/電壓分析方法168
7.2.1 臨界電壓分析方法168
7.2.2 基於常規潮流的無功/電壓模態分析方法170
7.2.3 基於最優潮流的無功/電壓模態分析方法172
7.3 基於大停電事故模型I的SOC分析175
7.3.1 三類臨界特徵指標175
7.3.2 仿真算例176
7.3.3 典型運行參數對停電事故分布的影響187
7.4 大停電事故模型II191
7.5 大停電事故模型II的無功/電壓分析方法192
7.5.1 負荷裕度算法192
7.5.2 大停電事故模型II切負荷環節的精確建模194
7.6 基於大停電事故模型II的SOC分析197
7.6.1 大停電過程中臨界特徵指標變化趨勢197
7.6.2 典型運行參數對停電分布的影響198
7.7 幾點討論200
第8章 基於OTS的大停電事故模型202
8.1 暫態穩定裕度指標202
8.1.1 暫態穩定裕度指標的構建203
8.1.2 暫態穩定裕度指標的計算205
8.1.3 暫態穩定裕度指標靈敏度的求取206
8.2 OTS數學模型和算法實現207
8.2.1 常規最優潮流（OPF) 208
8.2.2 暫態穩定約束處理209
8.2.3 含暫穩約束的最優潮流（OTS) 209
8.2.4 OTS算法實現210
8.2.5 10機39節點系統仿真分析210
8.2.6 OTS算法的幾點說明217
8.3 大停電事故模型218
8.3.1 暫態過程（內層循環）219
8.3.2 快動態過程（中層循環）221
8.3.3 慢動態過程（外層循環）224
8.4 連鎖故障過程模擬226
8.5 巨觀SOC特徵提取及臨界性分析232
8.6 快動態臨界性及風險評估234
8.7 進一步的討論236
第9章 電源及電網規劃套用237
9.1 現有電源及電網規劃的不足237
9.2 關鍵線路辨識方法239
9.3 關鍵電源辨識方法243
9.4 線路傳輸容量增長因子與停電風險246
9.5 重載線路切除機率與停電風險247
9.6 小結250
第10章 電力應急管理平台套用251
10.1 電力應急平台簡介251
10.1.1 電力應急平台總體結構252
10.1.2 輔助決策系統基本原理254
10.2 基於直流潮流的電網災變預測預警模型255
10.2.1 模型設計255
10.2.2 仿真分析257
10.3 基於交流潮流的電網災變預測預警模型270
10.3.1 模型設計270
10.3.2 仿真分析272
10.4 小結277
附錄A IEEE 30節點系統線路參數279
附錄B 東北電網500?kV主幹網路線路參數280附
錄C IEEE 118節點系統線路參數281
附錄D 電力設備停運影響因素分類285
附錄E 電力設備停運機率模型286
附錄F 名詞索引290
參考文獻293
