增强型直流输电系统

本书聚焦于提升传统直流输电换相失败抵御能力的增强型直流输电系统，全书分为四篇，涵盖了多直流组合型直流输电系统（混合多馈入直流输电系统、混合并联直流输电系统）、换流器组合式混合直流输电系统（混合双极直流输电系统、混合级联多端直流输电系统）、含有源无功补偿设备（STATCOM、同步调相机）的直流输电系统、提高换相失败抵御能力的多种新型换流器拓扑。书中阐述了多种增强型直流输电系统的特征及运行特性，探讨了对换相失败的抑制作用，并针对不同类型直流输电技术的特殊性提出了改善系统运行特性的控制方法。本书适合从事直流输电技术的系统设计、开发应用、规划运行等方面的工程技术人员使用，也可供高等院校电力系统相关专业的教师和研究生阅读。

前言
第1章绪论1
1.1传统直流输电的发展及现状1
1.2柔性直流输电的发展及现状3
1.3不同类型的增强型直流输电系统6
1.3.1多直流组合型直流输电系统7
1.3.2换流器组合式混合直流输电系统9
1.3.3含有源无功补偿设备的直流输电系统11
1.3.4提高换相失败抵御能力的多种新型换流器拓扑12
1.3.5其他增强型直流输电系统17
参考文献18
第一篇多直流组合型直流输电系统
第2章混合多馈入直流输电系统21
2.1混合双馈入直流输电系统的结构和数学模型21
2.1.1系统结构21
2.1.2数学模型22
2.2混合双馈入直流输电系统的稳态运行极限25
2.2.1LCC-HVDC对VSC-HVDC稳态运行极限的影响25
2.2.2VSC-HVDC对LCC-HVDC稳态运行极限的影响42
2.3混合双馈入直流输电系统中相互作用关系的定量评估方法45
2.3.1视在短路比增加量的定义45
2.3.2VSC整流/逆变运行时对LCC-HVDC受端交流系统强度的影响46
2.3.3不同电气距离对视在短路比增加量的影响51
参考文献53
第3章混合并联直流输电系统55
3.1混合并联直流输电系统的结构和控制策略55
3.1.1系统结构55
3.1.2控制策略56
3.2混合并联直流输电系统的稳态无功协调控制57
3.2.1LCC-HVDC的稳态无功控制57
3.2.2混合并联直流系统的无功协调控制59
3.2.3稳态无功协调控制的有效性验证62
3.3混合并联直流输电系统的暂态无功协调控制68
3.3.1混合并联直流系统的暂态无功协调控制68
3.3.2暂态无功协调控制的有效性验证70
参考文献78
第二篇换流器组合式混合直流输电系统
第4章混合双极直流输电系统81
4.1混合双极直流输电系统的结构和数学模型81
4.1.1系统结构81
4.1.2数学模型81
4.2混合双极直流输电系统的协调控制策略83
4.2.1协调控制策略83
4.2.2运行特性分析83
参考文献87
第5章混合级联多端直流输电系统88
5.1混合级联多端直流输电系统的结构和控制策略88
5.1.1系统结构88
5.1.2控制策略89
5.1.3系统参数90
5.2并联MMC间不平衡电流的均衡控制策略91
5.2.1并联MMC间不平衡电流的产生机理91
5.2.2并联MMC间不平衡电流的均衡控制策略93
5.2.3不平衡电流均衡控制策略的有效性验证94
5.3暂态过电流抑制方法101
5.3.1暂态过电流现象及原因分析101
5.3.2基于整流站多电气量模糊聚类识别的暂态过电流抑制方法101
5.3.3过电流抑制方法的有效性验证106
参考文献116
第三篇含有源无功补偿设备的直流输电系统
第6章含STATCOM的LCC-HVDC系统119
6.1含STATCOM的LCC-HVDC系统的结构和控制策略119
6.1.1系统结构119
6.1.2控制策略119
6.2STATCOM对单馈入LCC-HVDC的影响120
6.2.1STATCOM对LCC-HVDC功率传输特性的影响120
6.2.2STATCOM对LCC-HVDC换相失败免疫特性的影响125
6.2.3STATCOM对LCC-HVDC暂态过电压特性的影响126
6.2.4STATCOM对LCC-HVDC故障恢复特性的影响127
6.3STATCOM对双馈入LCC-HVDC的影响128
6.3.1STATCOM对双馈入系统稳态运行特性的影响129
6.3.2STATCOM对双馈入系统功率传输特性的影响132
6.3.3STATCOM对双馈入系统换相失败免疫特性的影响136
6.3.4STATCOM对双馈入系统暂态过电压特性的影响140
6.3.5STATCOM对双馈入系统故障恢复特性的影响142
参考文献143
第7章含同步调相机的特高压直流输电系统145
7.1含同步调相机的特高压直流输电系统的结构和控制策略145
7.1.1系统结构145
7.1.2控制策略146
7.1.3系统参数147
7.1.4运行特性分析148
7.2同步调相机对特高压直流输电系统换相失败免疫特性的影响149
7.2.1同步调相机抑制特高压直流系统换相失败的机理149
7.2.2同步调相机对特高压直流系统换相失败的抑制效果153
7.2.3换相失败概率面积比指标161
7.2.4分层接入等效短路比指标165
参考文献171
第四篇提高换相失败抵御能力的多种新型换流器拓扑
第8章换流器内部改进型新型LCC拓扑175
8.1基于晶闸管全桥子模块的新型LCC拓扑175
8.1.1新型LCC拓扑及其控制策略175
8.1.2晶闸管全桥子模块的参数设计方法182
8.1.3基于晶闸管全桥子模块LCC拓扑的系统特性185
8.2基于晶闸管全桥耗能子模块的新型LCC拓扑196
8.2.1新型LCC拓扑及其控制策略196
8.2.2晶闸管全桥耗能子模块的参数设计方法201
8.2.3基于晶闸管全桥耗能子模块的新型LCC拓扑的系统特性207
参考文献213
第9章新型电容换相换流器拓扑215
9.1新型电容换相换流器拓扑及其控制策略215
9.1.1电容换相换流器的工作原理和不足215
9.1.2基于反并联晶闸管全桥子模块的新型电容换相换流器拓扑220
9.1.3阀臂和反并联晶闸管全桥子模块的协调控制策略221
9.2反并联晶闸管全桥子模块的参数设计方法225
9.2.1子模块和阀臂晶闸管电压应力分析225
9.2.2子模块晶闸管电流应力分析227
9.2.3子模块参数的选取方法227
9.2.4换流器的电压电流应力特性229
9.3新型电容换相换流器故障期间的暂态特性232
9.3.1逆变侧交流母线短路故障下的系统暂态特性233
9.3.2子模块换流变压器侧短路故障下的系统暂态特性236
9.3.3子模块阀侧短路故障下的系统暂态特性238
9.4新型电容换相换流器的改进协调控制策略240
9.4.1改进协调控制策略240
9.4.2改进协调控制策略对系统稳态运行性能的影响244
9.4.3改进协调控制策略对系统换相失败抵御能力的影响250
参考文献256
第10章换流站直流侧新型DCChopper拓扑258
10.1新型DCChopper拓扑及其控制策略258
10.1.1新型DCChopper及晶闸管全桥耗能子模块的拓扑结构258
10.1.2阀臂和晶闸管全桥耗能子模块的协调控制策略259
10.2晶闸管全桥耗能子模块的参数设计方法261
10.2.1PCT-FBSM中电阻值的选取方法261
10.2.2PCT-FBSM中电容值的选取方法263
10.2.3PCT-FBSM中晶闸管的电压电流应力分析及参数选取方法263
10.3直流侧配置新型DCChopper的LCC-HVDC的系统特性264
10.3.1系统模型及参数264
10.3.2PCT-FBSM的电压电流应力特性265
10.3.3故障期间系统的暂态特性268
10.3.4DCChopper对LCC-HVDC系统换相失败免疫特性的影响271
10.3.5DCChopper对双馈入直流系统换相失败免疫特性的影响272
参考文献274