无功补偿理论及其应用PDF电子书下载

第1章 无功补偿的基本概念 1

1.1 什么是无功功率 1

1.2 为什么要进行无功补偿 2

1.3 传输线路的等效模型 4

1.3.1 架空线等效模型参数计算 4

1.3.2 电缆传输线等效模型参数计算 11

1.4 无功功率的计算 23

1.4.1 系统分析中的几个概念 23

1.4.2 系统分析的模型等效 24

1.4.3 无功计算的基本方法 25

1.4.4 复杂系统的无功补偿 32

1.5 输电网互联的潮流及其稳定性概念 34

1.5.1 电网互联的简化模型 35

1.5.2 传输线的潮流计算 36

1.5.3 稳定性的基本概念 38

1.6 常用无功补偿设备 40

1.6.1 固定电容 40

1.6.2 机械旋转类无功补偿 40

1.6.3 静止类无功补偿器 44

1.6.4 复合类无功补偿器 47

1.7 晶闸管触发的可靠性 48

1.8 无功补偿发展的特点 52

1.8.1 多功能化 53

1.8.2 集成化 54

1.8.3 综合化 56

1.8.4 自愈性 56

1.8.5 智能终端 58

1.8.6 网络化 62

1.8.7 发展趋势 67

复习思考题 72

第2章 并联型无功补偿 75

2.1 并联补偿的现状及其说明 76

2.2 并联补偿器的基本原理 78

2.2.1 传输线中点的无功补偿 79

2.2.2 线路终端电压的支撑 84

2.2.3 配电线路轻载条件下的无功补偿 90

2.3 静止同步补偿器 95

2.3.1 STATCOM简介 96

2.3.2 STATCOM的基本工作原理 98

2.3.3 STATCOM的损耗和谐波 104

2.3.4 基本控制方法 106

2.4 磁控电抗器 112

2.4.1 基本概念 114

2.4.2 磁控电抗器的基本原理和结构 115

2.4.3 裂心磁路的磁特性 118

2.4.4 绕组的换流 123

2.4.5 磁阀式电抗器的电磁关系 128

2.4.6 基于神经网络的偏磁特性拟合方法 134

2.4.7 MCR的控制 144

2.5 晶闸管控制电抗器与晶闸管投切电抗器 146

2.5.1 晶闸管控制和晶闸管投切电抗器（TCR和TSR） 146

2.5.2 TCR的等效电抗 149

2.5.3 TCR的谐波 150

2.5.4 TCR与MCR的比较 156

2.6 晶闸管投切电容 160

2.6.1 晶闸管投切电容的一般发展概况 160

2.6.2 单相TSC的工作特性 162

2.6.3 三相TSC的投切原理 167

2.6.4 TSC的U-I特性 170

2.7 复合型无功补偿系统 171

2.7.1 固定电容器与MCR或TCR构成的无功补偿器 172

2.7.2 TSC与TCR组成的复合型无功补偿器 177

2.7.3 STATCOM与TSC和TCR构成的无功补偿系统 183

2.7.4 无功补偿器的基本特性 185

2.7.5 混合补偿器的优点 186

2.8 静止无功系统 187

复习思考题 188

第3章 串联补偿 192

3.1 串联补偿的目的 192

3.1.1 串联电容补偿的概念 193

3.1.2 电压稳定性 194

3.1.3 暂态稳定性的改善 195

3.1.4 功率振荡的阻尼 196

3.1.5 次同步振荡的阻尼 198

3.1.6 串联补偿的功能及要求 198

3.1.7 可控串联补偿的实现方法 199

3.2 可变阻抗型串联补偿器 200

3.2.1 门极关断晶闸管控制的串联电容 200

3.2.2 晶闸管投切串联电容 207

3.2.3 晶闸管控制串联电容 209

3.2.4 次同步特性 217

3.2.5 GCSC、TSSC和TCSC的基本运行控制 220

3.3 开关型变流器构成的串联补偿器 223

3.3.1 静止同步串联补偿器 224

3.3.2 SSSC的传输特性 225

3.3.3 控制范围与额定容量 228

3.3.4 提供有功补偿的能力 229

3.3.5 次同步谐振的消除 233

3.3.6 SSSC的内部控制 235

3.4 串联无功补偿器的外环控制系统 238

3.5 SSSC的性能和特征归纳 240

复习思考题 241

第4章 电力滤波器及其无功补偿 248

4.1 谐波及其衡量标准 248

4.1.1 什么是谐波 248

4.1.2 谐波限制及其相关标准 251

4.1.3 相关的基本概念 254

4.2 抑制谐波的基本原理 260

4.2.1 滤波器的分类 260

4.2.2 电力滤波器的基本概念 261

.4.2.3 电力滤波器的控制策略 262

4.3 无源滤波器及其无功补偿 266

4.3.1 无源滤波器的设计 266

4.3.2 无源滤波器的无功补偿 267

4.4 并联型电力有源滤波器 269

4.4.1 实现并联有源滤波的机理 270

4.4.2 控制原理 271

4.4.3 APF仿真的数值计算 276

4.4.4 动态特性的改善 281

4.5 串联型电力有源滤波器 286

4.5.1 串联滤波的基本概念 286

4.5.2 串联滤波的基本原理 289

4.6 并联混合型滤波器 290

4.6.1 SHF的一般设计方法 290

4.6.2 控制系统的描述 292

4.6.3 性能优化的进一步考虑 296

4.7 谐波损耗 297

4.7.1 谐波损耗的计算 297

4.7.2 附加谐波损耗 304

复习思考题 309

第5章 不对称系统的平衡补偿 312

5.1 不对称系统的一般概念 312

5.2 不对称系统的电抗型平衡补偿模型 318

5.2.1 三相四线制的不对称平衡补偿 319

5.2.2 三相三线制不对称系统的平衡补偿 325

5.2.3 平衡补偿的一般性模型 335

5.2.4 平衡补偿的数值逼近计算法 341

5.2.5 平衡补偿控制的PQ计算模型 348

5.2.6 平衡补偿控制系统 349

5.3 串联型平衡补偿 352

5.4 不对称系统的UPFC平衡补偿 356

5.4.1 UPFC实现平衡补偿的原理 357

5.4.2 变流器的交直流运行特性 359

5.4.3 基于完整的UPFC平衡补偿控制 367

5.5 不对称系统的附加损耗 369

5.5.1 不对称系统附加损耗的相关概念 369

5.5.2 附加损耗计算 371

5.5.3 应用举例 372

复习思考题 373

第6章 变压器的调压与相移 375

6.1 静止电压、相角调节器的作用 376

6.1.1 电压和相角调节器的相关概念 376

6.1.2 相角调节器对潮流控制的影响 378

6.1.3 有功和无功环路潮流的控制 381

6.1.4 利用相角调节器改善暂态稳定性 383

6.1.5 相角调节器对功率振荡的阻尼 384

6.1.6 相角调节器的功能要求 385

6.2 晶闸管控制的电压和相角调节器 385

6.2.1 连续型可控晶闸管控制的抽头调节器 388

6.2.2 离散电压等级的晶闸管抽头调节器 394

6.2.3 晶闸管抽头调节器中开关阀额定值的考虑 396

6.3 开关型电压和相角调节器 397

6.4 混合型相角调节器 399

复习思考题 400

第7章 区域电网的无功补偿 404

7.1 电网互联的无功补偿 404

7.1.1 区域无功补偿的特点 404

7.1.2 无功补偿与区域电网控制之间的相关概念 406

7.1.3 区域电网的基本控制目标 409

7.1.4 区域无功补偿的发展趋势 411

7.2 VQC的基本理论 414

7.2.1 电网的潮流计算 414

7.2.2 电压稳定性 417

7.2.3 区域无功优化的约束条件 419

7.2.4 辐射网络补偿特性 420

7.3 VQC的控制策略 422

7.3.1 VQC的一般控制方法 422

7.3.2 九区图控制 425

7.3.3 改进的九区图控制 428

7.3.4 VQC的控制目标 433

7.3.5 综合设计的基本原则 434

7.4 基于模糊控制的变电站电压无功综合控制 439

7.4.1 模糊控制系统概述 439

7.4.2 变电站电压无功综合控制策略 441

7.4.3 基于模糊控制的电压无功综合控制 443

7.5 自动电压控制系统 445

7.5.1 AVC的基本架构 446

7.5.2 AVC的控制模式 447

7.5.3 三级控制策略 447

7.5.4 全网电力系统控制的发展 449

复习思考题 449

参考文献 452