Distribution System Modeling and Analysis_K._William H. Kersting

简介：
第1章介绍了配电网系统的基本组成部分。其中包括了建模过程中所需的数据类型。第2章讨论了“负载”这一概念。此处旨在使学生理解配电网系统的负载状况一直在变化，并且在所有研究中都必须考虑这一点。第3章阐述了一些有助于估算的近似分析方法，这些方法将帮助学生了解在进行更精确的研究时应关注的“大致范围”的答案。第4章是构建线段精确模型的关键章节之一。此处详细探讨了如何考虑到不均衡载荷和非对称配置情况下的线阻抗计算，并且涵盖了架空线路和地下线路两种类型。第5章延续了前一章的内容，但专注于并联电纳的计算。第6章阐述了用于建模配电网系统主要组件的第一类广义矩阵模型。本章仅限于三相非均衡载荷情况下的线段模型构建。第7章探讨了电压调节问题。此处首先回顾了变压器的基本理论知识，随后转向对三相型变流器调节器及其控制方式的开发。所提出的模型均采用与前一章中线路模型相似的形式，即广义矩阵形式。第8章阐述了几种常见的标准三相变压器连接方式的全面建模方法。这些模型同样采用广义矩阵形式进行表示，并且适用于配电网系统中的常见配置类型。第9章阐述了各种类型的负载在配电网系统上的建模方法。第10章将各组件模型汇总，构建了一个完整的配电网支路模型。此处还介绍了梯形迭代技术的开发和演示过程，以及三相形式下的短路研究模型建立与分析的具体步骤本章着重阐述了配电系统的核心组件及其相关属性，为构建精确的配电系统模型奠定了基础。配电系统通常由供电线路、变电站设备（包括变压器和断路器）、开关装置以及负载等基本单元构成。理解这些关键组件的功能特性对于深入分析配电系统的运行机制至关重要。同时，为了确保模型的准确性与完整性，需要收集并分析以下关键数据：包括线路参数（如电阻值与电抗值）、变电站设备规格、负载特性和运行状态等详细信息。本章着重探讨了配电网中负荷的重要性及其随时间的演变规律。负荷是电力系统中消耗电能的部分，其大小受时间及用户用电行为的影响。掌握负荷随时间变化的规律对电力系统的合理规划与有效运行具有重要意义。通过实例分析阐述了负荷波动对方形配电网性能的影响机制，并深入探讨了各类典型负荷类型及其特性。本章阐述了几种实用的近似分析方法，在配电系统的研究中可助学生对电路参数进行估算。尽管这些技巧的精度有限，但能为后续更为详细的计算提供基本依据。这些近似分析手段精度较低，但仍可快速预判配电系统的运行特征，这在进行详细计算前提供参考依据。举例而言，这些方法可用于评估电压跌落和功率损耗等关键参数的估计值。本章具有高度重要性，并且深入阐述了如何构建线段的精确模型。特别关注于不同负荷状况和非对称布置的影响。涵盖线路阻抗的计算方法以及架空导线与地下电缆特性差异的具体处理方式。运用这些方法，能够更加精确地模仿真实的配电网情景。接下来将介绍的内容与第四章相关但有所拓展。本章的重点内容是关于并联导纳的计算（即在分析过程中需要分别考虑并联电导和并联电纳）。在掌握这一知识的过程中，理解配电网中的无功功率调节具有重要意义。其中，对系统中无功功率的平衡状态起到关键作用的是并联导纳。本章通过研究和工作成功构建了一个通用矩阵来仿真配电系统中的核心部分——三相不平衡线路模型。这些核心模型则成为后续各章分析计算的基础依据，并且基于此矩阵体系，相关领域的分析与计算工作将变得更加便捷和高效。在第7章中主要介绍了电压调节器的基本工作原理和控制系统模型。首先，本章回顾了基础电力变换器的工作机制，随后系统地构建了三相电压调节器及其控制策略的数学表达式。这些模型采用了一种与线路段结构相似的统一矩阵表示方法，以便于将其整合至整体系统的动态模型架构中。在第8章中进一步拓展了标准三相变压器模型，本章详细描述了几种常见的标准三相变压器连接方式，在配电系统中有广泛的应用。通过这些模型可以深入掌握 transformer 在配电网络中的作用及其对电压和电流的影响。 本章主要探讨不同负载类型在配电系统中的建模问题。为了构建能够反映各类应用需求的负载模型，我们首先需要深入分析其特性并进行分类处理。通过深入理解住宅、工业等不同场景下的负载特征，可以为配电系统的规划与优化提供理论依据和实践指导。研究发现，在实际运行过程中，用户端设备、服务器以及工业设备等负载类型表现出显著差异性，这使得模型的通用性和精确度成为关键考量因素。基于此分析结果，我们提出了一种新的分类建模方法，旨在为配电系统的可靠性和稳定性提供技术支持。本章将前三章开发的各类组件模型进行综合集成，构建完整的配电馈线系统模型。在讲解过程中，不仅对梯形迭代技术的应用方法进行了详细说明，并且通过三相模型模拟展示了短路分析的具体过程。这些方法和工具对于解决实际工程中的相关问题具有重要的实践价值。《配电系统建模与分析》是一部系统阐述了配电系统建模与分析各个方面的重要著作，在理论知识和实际应用能力培养方面具有显著优势。全书通过详细介绍了理论基础及其应用方法，为学习者提供了扎实的理论基础以及实际操作指导。本书不仅深入理解了配电系统的运行规律及其分析方法，还能够结合专业知识解决工程实践中遇到的实际问题，是提升专业素养的重要参考文献。