柔性交流输电系统 第2版PDF电子书下载

第1章 柔性交流输电系统的基本概念 1

1.1概述 1

1.2电能质量的基本概念 4

1.3输电线路的互连 5

1.3.1输电线路互连的重要性 5

1.3.2 FACTS的机遇 6

1.3.3 FACTS的发展概况 8

1.4交流输电系统中的潮流 10

1.4.1并行线路中的潮流 11

1.4.2环网潮流 11

1.4.3输电网络互连的潮流和动态稳定 13

1.4.4限制负荷容量的因素 15

1.4.5有关参数控制的说明 17

1.5 FACTS的定义、类型及其功能 17

1.5.1 FACTS控制器简介 17

1.5.2 FACTS控制器的基本类型 19

1.5.3 FACTS控制器的功能简介 22

1.5.4 FACTS的应用简介 27

1.5.5 FACTS技术的效益 30

1.6智能电网与FACTS 33

1.7高压直流输电与FACTS 35

复习思考题 38

第2章 电网络理论的基本概念 39

2.1电网络理论的回顾 39

2.1.1网络理论的基本定律 39

2.1.2串并联电路 41

2.1.3回路方程与节点方程 42

2.1.4线性叠加原理 43

2.1.5戴维南与诺顿等效电路 44

2.2二端口网络 45

2.3感性和容性电路元件 47

2.3.1一阶和二阶暂态电路 47

2.3.2二阶电路应用举例 49

2.4交流线性网络的潮流 51

2.4.1正弦交流量表达式 51

2.4.2阻抗 53

2.4.3系统函数与频率响应 55

2.4.4矢量法 56

2.4.5能量与功率 58

2.4.6功率守恒 60

2.4.7 阻抗吸收的功率 61

2.4.8输电线路的补偿 63

2.4.9输电线路的等效电路 63

2.5多相电路 66

2.5.1两相系统 66

2.5.2三相系统 67

2.5.3线电压 69

2.6变压器 72

2.6.1单相变压器 72

2.6.2三相变压器 73

2.6.3多相电路与单相电路的等效 75

2.6.4标幺制 77

2.7对称分量法 80

2.7.1对称分量的转换 81

2.7.2阻抗的序 82

2.7.3不平衡电源 83

2.7.4不对称故障 85

复习思考题 91

第3章 电压型变流器 94

3.1电压型变流器的基本概念 94

3.2单相全波桥式变流器的运行 96

3.3单桥臂运行 97

3.4单相桥式方波电压的谐波 99

3.5三相全波桥式变流器 99

3.5.1变流器的运行 99

3.5.2三相桥式变流器的基波和谐波 102

3.6各相桥臂开关阀导通顺序 104

3.7 12脉波变流器的变压器联结方式 107

3.8 24和48脉波变流器的运行 109

3.9三电平电压型变流器 110

3.9.1三电平变流器的运行 110

3.9.2三电平变流器的基波和谐波电压 112

3.9.3桥臂并联的三电平变流器 114

3.10脉宽调制 115

3.11谐波消除和电压控制的一般技术 118

3.12变流器额定容量的一般性解释 119

复习思考题 120

第4章 电流型自换相与线性换相变流器 123

4.1电流型变流器的基本概念 123

4.2三相全波二极管整流器 125

4.3晶闸管变流器 129

4.3.1晶闸管整流器的运行 129

4.3.2逆变运行 131

4.3.3开关阀电压 134

4.3.4换相失败 135

4.3.5交流电流谐波 135

4.3.6直流电压谐波 140

4.4刚性电流型变流器 142

4.5电流型与电压型变流器的比较 144

复习思考题 145

第5章 静止并联补偿 148

5.1并联补偿的发展及其应用现状 148

5.1.1传统的无功补偿方式 148

5.1.2并联补偿的现状及其说明 149

5.2并联补偿器的目的 150

5.2.1输电线路中点的电压调节 151

5.2.2线路终端电压的支撑及稳定性的提高 153

5.2.3暂态稳定性的提高 154

5.2.4功率振荡的阻尼 156

5.2.5补偿装置的要求 157

5.3产生无功的控制方法 158

5.3.1可变阻抗型静止无功发生器 159

5.3.2开关型无功发生器 175

5.3.3与TSC和TCR组合的开关变流器 185

5.3.4无功发生器的基本特性 186

5.4静止同步补偿器 187

5.4.1 STATCOM的工作原理 188

5.4.2 STATCOM的控制 197

5.5 STATCOM和SVC的比较 200

5.5.1 U-I和U- Q特性 200

5.5.2暂态稳定性 201

5.5.3响应时间 202

5.5.4交换有功功率的能力 203

5.5.5不平衡交流系统的运行 203

5.5.6损耗与无功输出特性 205

5.5.7实际尺寸与安装 206

5.5.8混合补偿器的优点 206

5.6磁控电抗器 206

5.6.1 MCR的工作原理 207

5.6.2 MCR的特性 210

5.6.3 MCR的换流过程分析 211

5.6.4 MCR控制策略 215

5.7静止无功系统 217

复习思考题 218

第6章 静止串联补偿器GCSC、 TSSC、 TCSC和SSSC 223

6.1串联补偿的目的 223

6.1.1串联电容补偿的概念 223

6.1.2电压稳定性 225

6.1.3暂态稳定性的改善 225

6.1.4功率振荡的阻尼 226

6.1.5次同步振荡的阻尼 227

6.1.6串联补偿的功能及要求 228

6.1.7可控串联补偿的实现方法 228

6.2可变阻抗型串联补偿器 229

6.2.1 GTO控制的串联电容 229

6.2.2晶闸管投切串联电容 234

6.2.3晶闸管控制串联电容 236

6.2.4次同步特性 243

6.2.5 GCSC、 TSSC和TCSC的基本运行控制 245

6.3开关型变流器构成的串联补偿器 247

6.3.1静止同步串联补偿器 248

6.3.2 SSSC的传输特性 249

6.3.3控制范围与额定容量 250

6.3.4提供有功补偿的能力 252

6.3.5次同步谐振的消除 254

6.3.6 SSSC的内部控制 256

6.4串联无功补偿器的外环控制系统 258

6.5 SSSC的性能和特征归纳 260

复习思考题 261

第7章 静止电压、相位角调节器：TCVR和TCPAR 266

7.1静止电压、相位角调节器的作用 266

7.1.1电压和相位角调节 267

7.1.2相位角调节器对潮流控制的基本概念 268

7.1.3有功和无功环路潮流的控制 270

7.1.4利用相位角调节器改善暂态稳定性 272

7.1.5相位角调节器对功率振荡的阻尼 273

7.1.6相位角调节器的功能要求 273

7.2晶闸管控制的电压和相位角调节器 274

7.2.1连续型可控晶闸管控制的抽头调节器 276

7.2.2离散电压等级的晶闸管抽头调节器 281

7.2.3晶闸管抽头调节器中开关阀额定值的考虑 284

7.3开关型电压和相位角调节器 284

7.4混合型相位角调节器 286

复习思考题 287

第8章 组合型补偿器：统一潮流控制器和线间潮流控制器 290

8.1引言 290

8.2统一潮流控制器 292

8.2.1基本工作原理 292

8.2.2 UPFC的常规传输控制能力 293

8.2.3独立的有功和无功潮流控制 296

8.2.4 UPFC与串联补偿器和相位角调节器的比较 299

8.2.5控制结构 304

8.2.6基本的P、Q控制系统 308

8.2.7动态性能 309

8.2.8移相变压器与UPFC的混合结构 315

8.3线间潮流控制器 319

8.3.1 IPFC的基本工作原理和特性 319

8.3.2控制结构 326

8.3.3计算仿真 328

8.3.4 IPFC实际应用的说明 329

8.4通用型和多功能FACTS控制器 330

复习思考题 333

第9章FACTS技术在智能电网中的应用 337

9.1智能电网的基本概念 337

9.1.1智能电网的定义 337

9.1.2智能电网所涉及的范畴 338

9.1.3智能电网与电力自动化的区别 340

9.2 FACTS在智能电网中的作用 341

9.2.1变配电设备应具有的功能要求 341

9.2.2对电力系统控制的增强 343

9.2.3智能AVC系统 345

9.2.4智能风电控制系统 349

9.3分布式节能控制系统 353

9.3.1电气节能采用的措施及其实现原理 353

9.3.2大宗电力负荷的一般潮流分布及其节能控制 356

9.3.3风机、泵的变频节能实现原理 362

9.4智能电网的发展前景 367

复习思考题 371

第10章 磁介质的电磁特性及损耗 373

10.1磁路分析 373

10.1.1磁路中的基尔霍夫定律 373

10.1.2磁路 375

10.1.3法拉第电磁感应定律 377

10.2电磁力和损耗机理 379

10.2.1能量转换过程 379

10.2.2数学系统理论和坡印廷逼近方法的结合 389

10.2.3线性感应电动机的简单描述 390

10.2.4均匀导体的表面阻抗 391

10.2.5铁磁材料 393

10.2.6计算铁损耗的半经验算法 399

复习思考题 402

参考文献 404