目錄第1章 緒論 1 1.1 研究背景與意義 1 1.2 能源結構現狀與發展趨勢 2 1.2.1 能源結構大轉型下的水電角色 3 1.2.2 能源結構調整水電調節重任 6 1.3 水力發電系統運行穩定性研究 9 1.3.1 水輪機調節系統發電可靠性 9 1.3.2 水力發電機組軸系振動 13 1.3.3 水風光多能互補分析 16 1.4 發電可靠性研究綜述 16 1.4.1 敏感性分析 17 1.4.2 可靠性分析 17 1.4.3 經濟性分析 19 1.5 本書的主要研究內容 19 參考文獻 20 第2章 水輪機調節系統基本模型及隨機擾動系統穩定性分析 26 2.1 引言 26 2.2 水輪機調節系統動態模型及隨機擾動 27 2.2.1 引水系統動態模型隨機擾動 27 2.2.2 水輪機線性化（非線性）動態數學模型及隨機擾動 35 2.2.3 同步發電機動態模型隨機擾動 45 2.2.4 負荷動態模型隨機擾動 48 2.2.5 調速器動態模型 50 2.2.6 勵磁系統動態模型 52 2.2.7 水輪機調節系統任務與調節模式 53 2.3 多隨機因素下水輪機調節系統穩定性分析 56 2.3.1 隨機因素對水輪機調節系統穩定性的影響 56 2.3.2 隨機數據統計分析 60 2.4 本章小結 62 參考文獻 63 第3章 考慮陀螺效應的水力發電機組軸系建模及振動特性 65 3.1 陀螺效應現象與原理 65 3.2 壓力引水系統建模 66 3.2.1 壓力引水管道模型 67 3.2.2 邊界條件 68 3.3 考慮陀螺效應的水力發電機組軸系建模 71 3.3.1 陀螺效應在水力發電機組中的數學表示 71 3.3.2 考慮陀螺效應的水力發電機組軸系數學建模 73 3.4 考慮陀螺效應的水力發電機組振動特性 81 3.4.1 軸系振動特性 81 3.4.2 頻域響應特性 85 3.5 甩負荷過渡過程下的軸系振動特性 88 3.5.1 導葉關閉規律確定 88 3.5.2 振動特性及其影響因素 90 3.6 本章小結 98 參考文獻 99 第4章 水力發電機組軸系與水輪機調節系統耦合建模及振動特性 101 4.1 不同傳遞參數下水力發電機組軸系與水輪機調節系統耦合 統一建模 101 4.1.1 以發電機角速度為傳遞參數的耦合統一建模 101 4.1.2 以水力不平衡力和水輪機動力矩為傳遞參數的耦合統一建模 110 4.1.3 以水力激勵力為傳遞參數的耦合統一建模 117 4.2 考慮陀螺效應的水力發電機組軸系與水輪機調節系統耦合建模 125 4.2.1 考慮陀螺效應的水力發電機組軸系建模 125 4.2.2 水力發電機組軸系與水輪機調節系統耦合數學模型 127 4.3 耦合系統的振動特性 130 4.4 本章小結 133 參考文獻 134 第5章 水力發電系統參數不確定性分析 135 5.1 引言 135 5.2 數值仿真抽樣方法 135 5.3 敏感性分析方法 136 5.3.1 擴展傅里葉幅度檢驗法 136 5.3.2 索博爾敏感性分析 138 5.4 基于發電機角速度耦合模型參數不確定性分析與模型驗證 139 5.4.1 水輪機調節系統與水力發電機組軸系耦合模型參數不確定性 分析與驗證 139 5.4.2 不對中量對系統模型狀態變量動態演化過程的影響 142 5.4.3 發電機轉子形心晃動幅度和不對中量的關系 143 5.5 相繼甩負荷工況下水力發電系統模型參數不確定性分析 145 5.5.1 全局敏感性分析 145 5.5.2 模型驗證 147 5.5.3 相繼甩負荷對管道壓力的影響 149 5.5.4 相繼甩負荷對調壓室涌浪的影響 152 5.5.5 相繼甩負荷對轉速波動的影響 155 5.6 本章小結 158 參考文獻 158 第6章 水風光互補發電系統發電可靠性分析 159 6.1 引言 159 6.2 混合水電/光伏/風電微電網系統建模與參數不確定性分析 161 6.2.1 混合水電/光伏/風電微電網系統建模 161 6.2.2 參數不確定性對水力發電系統發電可靠性的影響 162 6.2.3 水力發電系統參數間相互作用對并網可靠性影響 168 6.2.4 水力發電系統軸系模型驗證 170 6.3 水風互補發電系統發電可靠性分析 171 6.3.1 風力發電系統風速模型場景 172 6.3.2 水風互補發電系統互補特性分析 173 6.3.3 水風互補發電系統發電可靠性評估指標 176 6.3.4 水風互補發電系統水力發電機組發電可靠性評估 178 6.4 水風互補混合發電系統的電能質量研究 180 6.4.1 電力系統的電能質量標準 180 6.4.2 不同水風容量配比下互補發電系統的電能質量 181 6.5 本章小結 186 參考文獻 187 第7章 水力發電系統的綜合調節優勢 189 7.1 基于時空尺度水風互補發電資源利用度與平抑性等級評估 189 7.1.1 基于連續小波變換的時間序列多尺度分解 189 7.1.2 基于*小二乘支持向量機的等級評估 192 7.1.3 系統資源利用度與平抑性等級評估模型 193 7.2 水力發電系統在調節風力波動方面的經濟性評估 194 7.2.1 綜合評價方法 194 7.2.2 水風互補特性分析 196 7.2.3 十四節點網絡水風火互補發電系統綜合優勢分析 197 7.2.4 水風互補發電系統綜合調節效益分析 200 7.3 本章小結 202 參考文獻 202 彩圖