第1章 柔性直流输电系统的特点和应用 1
1.1柔性直流输电的定义 1
1.2电压源换流器的基本特性 2
1.3柔性直流输电系统的基本特点 7
1.4柔性直流输电应用于点对点输电 9
1.5柔性直流输电应用于背靠背联网 11
1.6柔性直流输电应用于构建直流电网 12
参考文献 12
第2章 MMC基本单元的工作原理 14
2.1 MMC基本单元的拓扑结构 14
2.2 MMC的工作原理 15
2.3 MMC的调制方式 19
2.4 MMC的完整解析数学模型及其稳态特性 23
2.5 MMC的基波等效电路与电压调制比的定义 45
2.6 MMC输出交流电压的谐波特性及其影响因素 46
2.7 MMC的阻抗频率特性 50
2.8 MMC换流站稳态运行范围研究 57
参考文献 62
第3章 MMC基本单元的主电路参数选择与损耗计算 63
3.1引言 63
3.2桥臂子模块数的确定原则 64
3.3 MMC控制频率的选择原则 64
3.4联接变压器参数的确定方法 67
3.5子模块电容参数的确定方法 68
3.6子模块功率器件稳态参数的确定方法 78
3.7桥臂电抗器参数的确定方法 80
3.8平波电抗值的选择原则 88
3.9 MMC阀损耗的组成及评估方法概述 89
3.10基于分段解析公式的MMC阀损耗计算方法 92
参考文献 99
第4章 MMC柔性直流输电系统的控制和保护策略 101
4.1柔性直流输电系统控制策略简介 101
4.2同步旋转坐标系下MMC的数学模型 102
4.3交流电网平衡时的MMC控制器设计 106
4.4交流电网电压不平衡和畸变条件下MMC的控制器设计 114
4.5向无源网络供电时的MMC控制器设计 130
4.6功率同步控制原理 133
4.7直接电流控制与功率同步控制的比较 136
4.8子模块电容电压平衡控制 142
4.9 MMC动态冗余与容错运行控制策略 152
4.10 MMC-HVDC系统的保护 157
参考文献 160
第5章 MMC- HVDC系统的启停控制 162
5.1 MMC的预充电控制策略概述 162
5.2 MMC不控充电特性分析 163
5.3 MMC可控充电实现途径 167
5.4 MMC启动过程仿真验证 167
5.5 MMC- HVDC系统停运控制 170
参考文献 174
第6章 基于组合式换流器的柔性直流系统主接线及其运行特性 175
6.1常规MMC容量提升手段的限制与组合式换流器的组合方式 175
6.2柔性直流输电系统的主接线方式 176
6.3基本单元串联构成一极时的运行特性 181
6.4基本单元并联构成一极时的运行特性 184
参考文献 186
第7章 柔性直流输电网的控制与故障保护 188
7.1引言 188
7.2柔性直流输电网的系统级控制原理 190
7.3柔性直流输电网的潮流分布特性及潮流控制器 207
7.4柔性直流输电网的短路电流计算方法与直流断路器的性能要求 211
7.5无直流断路器的柔性直流电网故障处理方法及对交流电网的影响 229
7.6采用混合型直流断路器的柔性直流电网故障处理方法 257
7.7采用组合式直流断路器的柔性直流电网故障处理方法 266
7.8 3种柔性直流电网故障处理方法的投资与运行成本比较 275
参考文献 277
第8章 单向点对点柔性直流输电系统 280
8.1引言 280
8.2跳交流侧开关清除直流侧故障的原理和特性 281
8.3 LCC-二极管-MMC混合型直流输电系统运行原理 283
8.4 LCC- CMMC混合型直流输电系统运行原理 292
8.5 LCC- MMC串联混合型直流输电系统 296
参考文献 312
第9章 三极直流输电系统与三线双极直流输电系统 314
9.1问题的提出 314
9.2三极直流输电系统拓扑结构和性能分析 314
9.3基于MMC的三极直流系统 317
9.4三线双极直流输电系统拓扑结构和性能分析 322
9.5三线双极直流输电系统控制策略 325
9.6三线双极直流输电系统仿真验证 331
参考文献 336
第10章 柔性直流输电应用于海上风电场接入电网 338
10.1引言 338
10.2海上风电场群采用柔性直流输电接入电网的一般性结构 339
10.3风电机组概述 340
10.4风力机模型 340
10.5全功率换流器型风电机组模型 345
10.6双馈风电机组模型 353
10.7海上风电采用MMC柔性直流送出控制策略 359
10.8海上风电采用混合型直流输电系统送出的控制策略 364
10.9提高电力系统惯性水平的协调控制策略 372
参考文献 375
第11章 柔性直流输电系统的电磁暂态快速仿真方法 377
11.1问题的提出 377
11.2电磁暂态仿真的实现途径和离散化伴随模型 378
11.3基于分块交接变量方程法的MMC快速仿真 380
11.4 MMC电磁暂态快速仿真相关测试 389
参考文献 391
第12章 柔性直流输电系统的机电暂态仿真方法 392
12.1问题的提出 392
12.2机电暂态仿真中柔性直流系统的一般性表示 393
12.3包含柔性直流电网的交直流系统潮流计算方法 395
12.4包含柔性直流电网的交直流系统机电暂态仿真总体思路 396
12.5包含柔性直流电网的交直流系统机电暂态仿真测试 399
12.6南方电网规划网架实际算例 401
参考文献 408
第13章 柔性直流换流站的绝缘配合设计 409
13.1引言 409
13.2金属氧化物避雷器的特性 409
13.3 MMC换流站避雷器的布置 411
13.4金属氧化物避雷器的参数选择 414
13.5两端MMC- HVDC换流站保护水平与绝缘水平的确定 415
13.6多端柔性直流输电系统共用接地点技术 428
13.7多端MMC- HVDC系统过电压的研究 436
参考文献 447
第14章 模块化多电平换流阀的设计 448
14.1引言 448
14.2换流阀的宽频等效模型 448
14.3换流阀的杂散参数提取方法概述 452
参考文献 455
附录 456
附录A 研究柔性直流输电系统的几种工具 456
A.1柔性直流输电基本设计软件ZJU- MMCDP 456
A.2柔性直流输电电磁暂态仿真平台ZJU- MMCEMTP 456
A.3柔性直流输电机电暂态仿真模型ZJU- MMCTM 456
A.4典型风电机组电磁暂态仿真模型ZJU- WTGM 457
附录B 几个典型柔性直流输电工程 457
B.1美国Trans Bay Cable工程 457
B.2南汇柔性直流输电工程 458
B.3南澳柔性直流输电工程 459
B.4舟山五端柔性直流输电工程 460
B.5法国—西班牙INELFE柔性直流联网工程 461
B.6厦门柔性直流输电工程 463
B.7鲁西背靠背柔性直流输电工程 465
B.8德国海上风电送出柔性直流输电工程 466
B.9美国TresAmigas超级变电站工程规划 467
参考文献 468