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本书是美国"电力系统分析”的经典教材，该版本为SI版（国际单位制版）。全书涵盖了电力系统分析的基本主题，包括现代电力系统的演变、主要元件、控制与运行，电网的分散管理和智能电网的概念。主要内容为：电力系统分析中单相和三相交流电路的基本原理；变压器和同步电机的稳态运行分析；输电线路的参数推导；不同长度线路的等效电路模型；网络分析；故障分析和对称分量法；保护原理和保护设备；发电机组的调度问题和现代自动发电控制；电力系统遭受不同扰动时发电机的行为。同时，本书有大量的讨论和案例，各章附有习题。学生可以借助MATLAB的图形用户界面开发环境（GUIDE）对习题进行分析，从而了解电力系统分析的基本概念。

目录
第1章 背景
1.1 电的发展简史
1.2 现代电力系统的演变
1.3 发电和电力需求
1.4 输电、配电和变电站
1.5 负荷研究
1.6 故障计算
1.7 电力系统保护
1.8 经济分配
1.9 稳定性分析
1.10 电力系统运行与控制
1.11 电网的去管制和重组
1.12 智能电网
1.13 小结

第2章 基本概念
2.1 引言
2.2 单相交流电路
2.3 三相交流电路
2.4 标幺值
2.5 单线图
2.6 阻抗和电抗图
2.7 小结
复习题
习题

第3章 变压器和同步电机
3.1 理想变压器
3.2 单相变压器的等效电路
3.3 自耦变压器
3.4 单相变压器的阻抗标幺值
3.5 三相变压器
3.6 三绕组变压器
3.7 三相变压器：相移和等效电路
3.8 抽头切换和调压变压器
3.9 同步电机
3.10 同步电机的工作原理
3.11 同步电机的等效电路
3.12 有功功率和无功功率控制
3.13 同步发电机的运行极限
3.14 小结
复习题
习题

第4章 输电线路参数
4.1 导线的电阻
4.2 输电线路的串联阻抗
4.3 输电线路的换位
4.4 输电线路的并联导纳
4.5 大地对三相输电线路电容的影响
4.6 小结
复习题
习题

第5章 输电线路建模
5.1 短输电线路
5.2 中等长度输电线路
5.3 长输电线路
5.4 长输电线路的等效电路
5.5 输电线路的潮流计算
5.6 输电线路的无功功率补偿
5.7 直流输电
5.8 小结
复习题
习题

第6章 电网计算
6.1 节点和节点导纳矩阵
6.2 利用Kron降阶法消除节点
6.3 节点阻抗矩阵
6.4 戴维南定理和节点阻抗矩阵
6.5 Zbus阵的修改
6.6 节点阻抗矩阵的直接求解法
6.7 对Ybus进行三角分解法求Zbus
6.8 等功率变换
6.9 小结
复习题
习题

第7章 潮流分析
7.1 Gauss-Seidel迭代法
7.2 Newton-Raphson 法
7.3 潮流计算
7.4 Gauss-Seidel 潮流法
7.5 Newton-Raphson潮流法
7.6 快速解耦潮流法
7.7 小结
复习题
习题 

第8章 对称故障
8.1 RL串联电路的暂态过程
8.2 故障时有载发电机的内电势
8.3 利用节点阻抗矩阵Zbus进行故障计算
8.4 使用Zbus等效电路进行故障计算
8.5 断路器的选择
8.6 小结
复习题
习题

第9章 对称分量和序网
9.1 对称分量法的基本原理
9.2 Y型和△型对称电路
9.3 基于对称分量的功率
9.4 Y型和△型阻抗的各序电路
9.5 对称输电线路的各序电路
9.6 同步电机的各序电路
9.7 Y-△型变压器的各序电路
9.8 不对称串联阻抗
9.9 序网
9.10 小结 
复习题
习题

第10章 不对称故障
10.1 电力系统的不对称故障
10.2 单相接地故障
10.3 相间故障
10.4 两相接地故障
10.5 实例
10.6 断路故障
10.7 小结
复习题
习题

第11章 电力系统保护
11.1 保护系统的性质
11.2 保护区域
11.3 互感器
11.4 基于逻辑判断的保护继电器
11.5 主保护和后备保护
11.6 输电线路保护
11.7 电力变压器的保护
11.8 保护继电器的发展
11.9 小结
复习题
习题

第12章 经济调度与自动发电控制
12.1 同一发电厂内机组的负荷分配
12.2 考虑机组功率极限时发电厂内机组的负荷分配
12.3 发电厂间的负荷分配
12.4 网损方程
12.5 自动发电控制
12.6 小结
复习题
习题

第13章 电力系统稳定性
13.1 稳定性问题
13.2 转子动态和摇摆方程
13.3 摇摆方程的深入讨论 
13.4 功角方程
13.5 同步功率系数
13.6 稳定性的等面积准则
13.7 等面积准则的更多应用
13.8 多机稳定性分析：经典模型
13.9 摇摆曲线的逐步求解法
13.10 暂态稳定性的计算机程序
13.11 影响暂态稳定性的因素
13.12 小结
复习题
习题
附录A
中英文对照表

译者序
智能电网、可再生能源、电力市场、通信和控制技术的发展给电力系统带来新的挑战和机遇。熟悉并掌握这些新技术成为现代电气技术人员的一个基本要求。
本书是北卡罗来纳州立大学荣誉教授John J. Grainger 和已故的William D. Stevenson教授所著的 《电力系统分析和电力系统元件》 一书的改版。它不但对电力系统的基本原理和方法进行了详细介绍，而且对电力系统的新发展和新概念进行了综述。此外，书中还提供了大量配套的讨论、案例和练习题。读者可以借助MATLAB的分析能力，深入了解电力系统分析的基本概念。
本书由我（浙江工业大学信息学院王晶博士）和昆明理工大学电力学院孙向飞博士合译。其中，我负责全稿初译工作，孙向飞博士负责继电保护相关的翻译工作。
本书的翻译工作历时一年多，交稿时百感交集。整个过程时间太长、变化太快、挑战太多。所幸朋友多方支持和帮助，使我在斗转星移、昨是今非、沧海桑田中学会坚强。感谢孙向飞博士在我最需要的时候鼎力相助，感谢Martha、Emma给予的无微不至的照顾，感谢我年迈的父母永远欣赏、慈爱的关注，感谢杨博编辑给予的无条件协助。
最后，感谢我的丈夫和一对可爱儿女的陪伴及坚定不移的支持。
由于本书涉及电力系统的各个领域，内容非常丰富，而译者水平有限，难免存在错误和疏漏的地方，希望得到读者的不吝赐教。
王晶于杭州

前言
本书译者针对部分与国内情况不一致的内容和知识点进行了修改。本书部分符号正、斜体与原书保持一致。
过去的二十年间，现代电力系统发展迅速，传统的电力设施捆绑服务发展成一个宽松的市场化环境。大型集中式的化石燃料发电发展成利用可再生能源的小型分布式发电。由于电网实时监控和控制的需要，电力系统的智能化运行已从依靠运行人员的、基于经验的经典信息和通信技术时代发展到智能电网时代，从而避免了大范围停电，并给系统带来了实时控制的能力。虽然现代电力系统日趋复杂，但对系统可靠和高效运行的要求仍然保持不变。
本书是北卡罗来纳州立大学荣誉教授John J. Grainger 和已故的William D. Stevenson教授所著的 《电力系统分析和电力系统元件》 一书的改版。为了与电力工程的最新发展保持同步，作者对原书的内容进行了修订，加入了一些新的内容，从而向正在学习电力系统的本科生或研究生提供全面而基础的知识，以帮助他们了解当今电力系统分析遇到的主要问题。本书通过对实际案例的分析，使读者能深入理解现代电力系统元件的基本原理，包括发电、输电、运行和控制。
本书的第1章简要介绍了现代电力系统的主要研究内容，包括现代电力系统的演变、主要元件，以及控制与运行。本章还对电网的分散管理和智能电网的概念进行了介绍。第2章对单相和三相交流电路的基本原理进行了介绍。第3章对变压器和同步电机的稳态运行进行了分析。第4章对输电线路的参数进行了推导，第5章对不同长度的线路建立了等效的电路模型。第6章介绍了网络分析的原理，以形成用于潮流分析的节点导纳矩阵和阻抗矩阵。第7章介绍了几种常用的潮流分析方法，第8章到第10章研究故障分析和对称分量法，对电力系统在异常状态下短路电流和电压的计算进行了分析。第11章着重介绍保护原理和对电力系统不同元件进行保护的设备。第12章在考虑输电线路损耗的情况下，讨论了发电厂内及不同发电厂之间发电机组的经济调度问题，同时介绍了电厂的现代自动发电控制。第13章重点分析了电力系统遭受不同程度的扰动时发电机的行为，首先分析了经典的两机问题，然后提出了暂态稳定分析的数值方法。
本书在各章结尾处提供了实例、复习题和习题。本书中的大多数实例都附有在GUIDE(图形用户界面开发环境)下开发的MATLAB程序，以方便读者理解基本概念，并通过软件包学习仿真技术。MATLAB可以帮助读者轻松、快速地计算电力系统中的问题。手工计算结果也可以通过该工具建模来验证。MATLAB可以实现对不同向量矩阵和数值分析方法的处理，并获得电力系统问题的解决方案。建议读者进入在线学习中心时，使用MATLAB 2013a 或更新的版本。
在本书的成书过程中，我要感谢我的研究生，Bob Chang，Shone Chen，JianHua Chiao，ChengYu Yu，Zoe Tang，Jeffrey Chen，YiYing Chen，Henry Hong，Derek Yeh，YuLuh Lin，JouWen Chen和Sandy Lin。感谢他们热心地参与MATLAB代码和其他习题的编写。
同时，感谢我的妻子FuNien，她对我的这个长期项目给予了极大的支持。感谢我的儿子Brian和我的女儿Emily在我成书过程中表现的耐心和帮助。
除了McGrawHill教育(亚洲)公司和几位匿名审稿者对本书提供的宝贵意见和建议，我还要感谢中国台湾电力公司向本书提供了各种设备的照片。
Gary W.Chang，博士，高级工程师IEEE会士

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电力系统分析（SI版）