高压直流输电系统的运行和控制PDF电子书下载

第一章　导论 1

1.1　高压直流输电概况 1

1.2　高压直流输电运行特性及其与交流输电的比较 2

1.2.1　技术性能 2

1.2.2　可靠性 4

1.2.3　经济性 4

1.3　高压直流输电系统的结构和元件 5

1.3.1　高压直流联络线的分类 5

1.3.2　高压直流输电系统的元件 7

2.1　阀特性 9

第二章　换流器理论及特性方程 9

2.2　换流器电路分析 10

2.2.1　忽略电源电感的分析 12

2.2.2　包括换相叠弧的分析 16

2.3　整流器和逆变器工作方式 21

2.4　交流量和直流量之间的关系 24

2.5　换流变压器的额定值 25

2.6　多桥换流器 26

第三章　谐波及其抑制 29

3.1　高压直流输电系统的谐波 29

3.1.1　换流站交流侧特征谐波 29

3.1.3　非特征谐波 31

3.1.2　换流站直流侧特征谐波 31

3.2　谐波抑制装置的选择 32

3.2.1　滤波装置 32

3.2.2　平波电抗器 33

3.3　交流滤波器设计 34

3.3.1　设计的一般考虑 34

3.3.2　各种滤波器的设计 37

3.4　直流侧滤波器设计 41

3.5　增加脉波数来抑制谐波的方法 42

4.1　控制的基本原理 44

4.1.1　基本的控制方程及其选择 44

第四章　高压直流输电系统的控制和特性 44

4.1.2　控制特性 46

4.1.3　基本控制原理的概括 52

4.2　控制系统的实现 52

4.3　换流器触发脉冲控制系统 54

4.3.1　分相触发脉冲控制系统 54

4.3.2　等间隔触发脉冲控制系统 56

4.4　换流器的全数字式控制器 61

4.4.1　控制器的功能 61

4.4.2　控制器的软件和硬件 61

4.5　阀的闭锁和旁路 65

4.6　起动、停运和潮流的逆转 66

5.1.1　第一个CIGREHVDC标准模型 68

5.1　用于高压直流系统控制研究的标准模型 68

第五章　高压直流输电系统的数学模型、分析和仿真 68

5.1.2　新的CIGREHVDC标准模型 71

5.2　高压直流输电系统的稳态模型和潮流的顺序解法 73

5.2.1　高压直流输电系统的稳态模型 74

5.2.2　交、直流潮流的顺序解法 75

5.3　交、直流潮流的改进统一解法 80

5.3.1　直流系统标么方程 81

5.3.2　改进的统一解法 82

5.4　高压直流输电系统的线性状态空间模型 90

5.4.1　高压直流联络线 91

5.4.2　静止无功补偿器（SVC） 93

5.5　高压直流输电系统的暂态仿真 95

5.5.1　EMTP和换流器模块 95

5.5.2　网络模型和解法的选择 96

5.5.3　换流器模块的仿真方法 100

5.6　静止无功补偿器的暂态仿真 103

5.6.1　静止无功补偿器模型 103

5.6.2　基于EMTP的仿真技术 108

5.7　稳定研究中高压直流输电系统模型选择的一般原则 110

第六章　提高交流系统性能的附加直流控制 117

6.1　对交流系统功率振荡的阻尼 117

6.1.1　HVDC联络线接于交流联络线中间的系统 117

6.1.2　交、直流联络线并行系统 122

6.1.3　高压直流系统约束的影响 123

6.2　最优功率调节控制器的设计 126

6.2.1　元件连接的数学模型 126

6.2.2　基于主特征值灵敏度的最优控制 127

6.3　提高交流系统暂态稳定性的附加控制 128

6.3.1　系统的描述 129

6.3.2　没有附加控制的系统性能 131

6.3.3　基于极点配置的附加控制 131

6.4　阻尼交流系统的次同步振荡 132

6.4.1　次同步振荡阻尼的控制原理 133

6.4.2　次同步振荡控制的实例 135

6.5.1　系统模型和HVDC动力学 136

6.5　模糊逻辑控制和变结构控制 136

6.5.2　模糊逻辑控制 137

6.5.3　变结构控制 140

6.5.4　性能比较 141

6.6自校正电流调节器的设计 142

6.6.1　交、直流系统的离散模型 142

6.6.2　辨识算法 145

6.6.3　实时控制设计 146

6.7　直流换流器的无功功率和电压控制 147

6.7.1　直流换流器的P-Q图 148

6.7.2　直流换流器用于电压控制 148

6.7.3　用直流换流器和SVC进行电压控制的比较 149

6.7.4　无功功率调节的实例 150

第七章　交流和直流系统间的相互作用 153

7.1　概述和定义 153

7.1.1　短路比和有效短路比 153

7.1.2　无功功率和交流系统的强度 154

7.1.3　与低有效短路比系统相关的问题 155

7.1.4　与弱系统有关问题的解决方案 156

7.1.5　有效惯性常数 156

7.2　暂态交流电压稳定性 156

7.2.1　暂态电压稳定性的概念 156

7.2.2　电压稳定性因子（VSF） 158

7.2.3　VSF和Pd-Id曲线之间的关系 159

7.2.4　控制引起的电压振荡 159

7.2.5　暂态交流电压现象的总结 160

7.3　动态过电压和控制设备 160

7.3.1　动态过电压判据 161

7.3.2　试验系统及其电压控制设备 161

7.3.3电压控制和故障恢复性能的比较 162

7.3.4　经济比较 164

7.4　强迫换相和GTO电压源换流器 164

7.4.1　强迫换相的概念 164

7.4.2　GTO电压源换流器分析 165

7.5　谐波不稳定性及其缓解方法 166

7.5.1　谐波不稳定性的机制 167

7.5.2　谐波不稳定性的缓解方法 167

7.6　弱背靠背直流联络线的稳定性和电压崩溃 170

7.6.1　概述 170

7.6.2　无电压支撑的输电线 170

7.6.3　有满电压支撑的输电线 173

7.6.4　电压不稳定性 176

7.7　背靠背换流站的统一控制 176

7.7.1　联络线统一控制的原理 176

7.7.2　数字式统一控制器的实现 178

7.7.3　运行点控制的特性 179

7.8　实际直流系统与弱交流系统连接的设计和性能特征 184

7.8.1　迈尔斯城换流站 185

7.8.2　舍得尼换流站 186

7.8.3　海格特换流站 187

7.8.4　查梯卡换流站 187

7.8.5　黑水换流站 188

7.8.6　横跨海峡2000MWHVDC联络线 188

7.8.7　温达加换流站 189

7.8.8　哥特兰工程 189

7.8.9　魁北克-新英格兰-戈默佛系统 190

7.8.10依泰普HVDC输电 190

8.1.1　失通、误通和逆弧 192

8.1　换流器的异常运行 192

第八章　高压直流输电系统的故障和保护 192

8.1.2　换相失败 193

8.1.3　整流站内部短路 194

8.2　交流和直流系统故障的响应 194

8.2.1　直流线路故障 194

8.2.2　换流器故障 195

8.2.3　交流系统故障 195

8.3　高压直流输电系统主要保护的配置 197

8.3.1　换流站交流部分的保护 198

8.3.2　换流桥及桥阀的保护 199

8.3.4　换流站保护配置实例与保护动作的处理方式 200

8.3.3　直流线路的保护 200

第九章　多端直流输电系统 203

9.1多端直流输电系统的结构和控制特性 203

9.1.1　多端直流网络的结构 203

9.1.2　基本控制特性 204

9.2　多端直流控制系统的组成 207

9.2.1　主控制 207

9.2.2　极控制 208

9.3　多端直流输电系统的小功率分接逆变器 209

9.3.1　并联分接逆变器 209

9.3.2　串联分接逆变器 211

10.1.1多馈入直流输电系统的分类 213

第十章　多馈入直流输电系统 213

10.1概述 213

10.1.2　多馈入直流输电系统的相互作用 214

10.2多馈入直流输电系统的同步和阻尼转矩控制 216

10.2.1　振荡阻尼的分析 216

10.2.2　直流控制器的协调 219

第十一章　新的高压直流输电系统方案 223

11.1　发电机-换流器的直接联接 223

11.1.1　直流联接的基本概念 223

11.1.2　串联自励发电机与换流器的直接联接 225

11.2　无换流变压器的直流输电系统 226

11.1.3　单桥-单元联接的18脉波运行 226

11.2.1　基本结构 227

11.2.2　混合结构 230

11.3　高压直流输电系统的并联线路投切 231

11.3.1　并联线路运行的优点 231

11.3.2　线路结构 232

11.3.3　直流线路故障的切除 234

11.3.4　用于并联线路投切的直流断路器 234

11.3.5　直流线路故障的传感和线路解列 235

11.3.6　故障后线路的再并联 236

11.3.7　并联线路运行的控制 237

参考文献 238