電力網絡分析及其應用（簡體書）

電力網絡分析及其應用是電氣工程專業研究生的一門課程。書中重點介紹了電力網絡基本知識、分析方法及其在工程中的應用。全書共9章，分別介紹了電力網絡概論、電力網絡的矩陣方程、電力網絡的等值變換、電力網絡的靈敏度分析、容差網絡故障的區間分析及可測點的選擇、電力網功率流圖原理及其應用、電力網絡的狀態方程、電力網接地網故障診斷技術和電力網絡分析的計算機實現等內容。 為了便于讀者學習，書中除了詳細闡述基本原理外，還附有分析應用示例、計算數據和形圖。讀者通過學習能系統掌握電力網絡理論的分析方法。

蔡金錠，博士、教授、博士生導師，福州大學電力工程系主任，校聘教學關鍵崗位責任教授。博士畢業于西安交通大學，長期從事研究生及本科生的教學和科研工作。主要研究方向為：電氣設備智能化故障診斷與測試、人工智能技術在電力系統中的應用、電網絡的優化與設計等。曾參加兩項國家自然科學基金項目的研究、主持或承擔多項省級科研項目和科技開發項目。兩次榮獲國家教育部科技進步三等獎、福建省自然科學論文獎，多次榮獲福州大學教學一等獎和教學成果獎。福建省自然科學學術論文二等獎。在《Trans IEE. of Japan》、《中國電機工程學報》、《電工電能新技術》和《電路與系統學報》等國內外核心刊物發表論文近40篇，其中被EI收錄的論文有10多篇。

本書適合作為電氣工程專業研究生教材，內容篇幅適當。書中除了詳細闡述基本原理外，還附有分析應用示例、計算數據和形圖。讀者通過學習能系統掌握電力網絡理論的分析方法。

目 錄
第1章 電力網絡概論1
1.1 電力網絡的構成1
1.2 電力網絡的模型2
1.2.1 基本元件2
1.2.2 變壓器4
1.2.3 電力線路5
1.3 電力網絡圖論基礎10
1.4 電力網絡的矩陣11
1.4.1 關聯矩陣11
1.4.2 回路矩陣13
1.4.3 割集矩陣13
1.4.4 路徑矩陣14
1.4.5 拓撲矩陣之間的關系14
第2章 電力網絡的矩陣方程18
2.1 電力網絡矩陣方程的基本概念18
2.1.1 基爾霍夫電流定律18
2.1.2 基爾霍夫電壓定律19
2.1.3 特勒根定理20
2.2 電力網絡的基本方程20
2.2.1 典型支路及其約束20
2.2.2 節點電壓方程21
2.2.3 回路電流方程22
2.2.4 割集電壓方程22
2.2.5 路徑電流方程23
2.3 電力網絡的特殊支路24
2.3.1 變壓器支路24
2.3.2 受控源支路26
2.3.3 電感耦合支路30
2.4 電力網絡矩陣方程的修改32
2.4.1 支路導納發生變化32
2.4.2 變壓器變比發生變化33
2.4.3 增加節點33
2.4.4 消去節點33
2.4.5 節點合并35
2.5 電力網絡混合變量方程35
第3章 電力網絡等值變換40
3.1 射型與網型網絡的變換40
3.1.1 星形變為三角形及負荷移置40
3.1.2 多射形變為網形及負荷移置41
3.2 諾頓等值與戴維南等值42
3.2.1 單端口諾頓等值和戴維南等值42
3.2.2 多端口諾頓等值與戴維南等值44
3.3 WARD等值45
3.4 REI等值48
第4章 電力網絡的靈敏度分析53
4.1 靈敏度的概念53
4.1.1 網絡方程的靈敏度53
4.1.2 代數方程組的靈敏度56
4.1.3 網絡公式與算法57
4.2 電力網絡的靈敏度59
4.2.1 線性網絡的靈敏度59
4.2.2 攝動方程59
4.2.3 節點-支路阻抗矩陣60
4.2.4 一般網絡方程的靈敏度60
4.2.5 電力網絡方程的靈敏度61
4.3 增量網絡法63
4.4 伴隨網絡法70
4.4.1 伴隨網絡70
4.4.2 用伴隨網絡法計算靈敏度73
4.5 張量法78
第5章 容差網絡故障的區間分析及可測點的選擇83
5.1 引言83
5.2 含有容差網絡的區間分析83
5.2.1 區間節點電壓方程計算方法84
5.2.2 故障仿真分析實例85
5.3 容差網絡故障的區間判定86
5.4 容差子網絡級故障區間診斷89
5.4.1 線性容差子網絡級故障區間診斷89
5.4.2 非線性容差子網絡級故障區間診斷90
5.5 容差網絡可測點電壓靈敏度與故障識別關系93
5.6 撕裂端口零電流門限靈敏度與故障識別關系94
5.7 容差子網絡級可測點的優化選擇95
5.7.1 容差網絡可測點合理選擇示例一96
5.7.2 容差網絡可測點合理選擇示例二98
5.8 優化選擇可測點對子網絡故障診斷的影響102
5.8.1 可測點合理選擇對子網絡N1零門限D0的影響102
5.8.2 可測點合理選擇對子網絡故障診斷的影響103
5.9 本章小結106
第6章 電力網功率流圖原理及其應用107
6.1 流圖的基本概念107
6.2 流圖與線性方程的關系108
6.3 功率流圖與矩陣方程108
6.4 電力網絡流圖的形成法109
6.5 流圖的運算規則111
6.6 傳輸（增益）的求解113
6.7 路徑與回路的搜索法114
6.8 封閉信號流圖法116
6.9 Coates流圖及其應用118
6.9.1 Coates流圖119
6.9.2 Coates公式119
第7章 電力網絡的狀態方程124
7.1 狀態變量法的基本概念124
7.1.1 狀態、狀態變量、狀態方程124
7.1.2 網絡復雜性的階數125
7.2 線性網絡的狀態方程129
7.2.1 編寫狀態方程的基本考慮130
7.2.2 線性時不變R、L、C、M網絡的狀態方程133
7.2.3 狀態方程的端口建立法139
7.3 狀態方程的建立145
7.3.1 利用信號流圖建立狀態方程145
7.3.2 代數余子式的拓撲法151
7.4 單雙口網絡狀態方程152
7.4.1 單口網絡策動點函數Zd(s)和Yd(s)152
7.4.2 雙口網絡Z函數152
第8章 電力網接地網故障診斷技術154
8.1 接地網故障的原因及其故障的危害性154
8.1.1 接地網的導體腐蝕154
8.1.2 土壤電阻率不均勻154
8.1.3 電位分布不均155
8.1.4 接地網故障的危害性155
8.2 接地電阻常用的計算方法155
8.2.1 接地網設計及有關問題156
8.2.2 接地網形式156
8.2.3 接地網的材料156
8.2.4 設計誤差及改進措施156
8.2.5 接地電阻的計算方法157
8.3 降低接地電阻的方法和措施159
8.3.1 降阻材料應用及接地極防腐措施160
8.3.2 降低接地電阻的物理和化學方法161
8.3.3 高阻區降低電阻的措施161
8.3.4 變電站接地網的特殊降阻措施162
8.3.5 深孔壓力灌注接地降阻163
8.4 接地網故障診斷字典法164
8.4.1 字典法故障診斷介紹165
8.4.2 字典法故障診斷仿真示例168
8.5 接地網故障分塊診斷法171
8.5.1 分塊法故障診斷理論171
8.5.2 接地網分塊故障定位仿真174
第9章 電力網絡分析的計算機實現177
9.1 MATLAB軟件在電網絡中的應用177
9.1.1 MATLAB語言結構177
9.1.2 空間管理命令180
9.1.3 MATLAB的M文件181
9.1.4 MATLAB的矩陣運算181
9.2 潮流計算的計算機算法192
9.2.1 概述192
9.2.2 潮流計算的數學模型192
9.2.3 迭代法潮流計算194
9.2.4 牛頓法潮流計算196
9.2.5 P-Q分解法潮流計算198
9.3 稀疏技術200
9.3.1 稀疏矩陣簡介200
9.3.2 稀疏矩陣存儲技術201
9.3.3 對角元素不稀疏的稀疏矩陣存儲202
9.3.4 三角分解技術203
9.3.5 稀疏矩陣方程的計算204
9.3.6 稀疏向量矩陣206
9.3.7 網絡演化208
9.3.8 節點編號技術213
附錄215
附錄A215
附錄B216
附錄C220
參考文獻224