柔性直流输电

成套设计是柔性直流输电工程自主研发、设计建设的核心技术，本书按照成套设计技术体系，系统介绍了柔性直流输电技术、主要构成和工程基本情况，共11章，主要包括绪论、柔性直流输电工作原理与主回路设计、柔性直流输电关键设备、柔性直流输电控制保护系统、柔性直流换流站电磁兼容、柔性直流输电过电压与绝缘配合、柔性直流输电接入系统稳定性、柔性直流输电实时数字仿真技术、柔性直流输电谐波及谐振特性、柔性直流输电工程系统试验、柔性直流输电工程。

“智能电网技术与装备丛书”序
前言
第1章绪论1
1.1直流输电发展概况1
1.1.1汞弧阀换流时期(1954～1972年)1
1.1.2晶闸管阀换流时期(1972年至今)2
1.1.3全控阀/电压源换流时期4
1.2柔性直流输电工程系统构成与特点6
1.2.1两端柔性直流输电系统6
1.2.2多端柔性直流输电系统8
1.2.3柔性直流输电系统的特点10
1.3柔性直流输电工程典型应用场景13
1.4柔性直流输电工程成套设计14
1.5柔性直流输电工程现状16
参考文献19
第2章柔性直流输电工作原理与主回路设计20
2.1柔性直流换流器拓扑结构20
2.1.1两电平和三电平拓扑结构20
2.1.2模块化多电平拓扑结构21
2.2柔性直流输电工作原理27
2.3MMC的稳态运行分析28
2.4柔性直流输电工程的接线方式33
2.4.1端对端柔性直流输电系统接线33
2.4.2多端柔性直流输电系统接线38
2.5柔性直流输电工程参数设计39
2.5.1直流电压选取方法39
2.5.2主回路参数计算需要的基础数据40
2.5.3柔直变压器与桥臂电抗器设计40
2.5.4换流阀参数设计42
2.5.5直流电抗器43
2.5.6启动电阻和柔直变压器中性点接地电阻43
2.5.7半桥全桥混合型MMC模块比例设计43
2.6柔性直流与常规直流的混合运行45
2.6.1混合直流输电的定义45
2.6.2三种典型直流输电的对比48
参考文献52
第3章柔性直流输电关键设备54
3.1柔性直流换流阀55
3.1.1概述55
3.1.2阀塔56
3.1.3功率模块57
3.1.4阀级控制器61
3.1.5主要技术参数65
3.1.6换流阀试验技术66
3.2柔直变压器71
3.2.1运行特性72
3.2.2主要元部件73
3.2.3主要技术参数74
3.2.4试验技术75
3.3桥臂电抗器77
3.3.1运行特性77
3.3.2主要元部件77
3.3.3主要技术参数78
3.3.4试验技术79
3.4启动电阻82
3.4.1运行特性82
3.4.2主要元部件83
3.4.3主要技术参数84
3.4.4试验技术84
3.5穿墙套管85
3.5.1运行特性85
3.5.2主要元部件85
3.5.3主要技术参数86
3.5.4试验技术86
3.6直流开关设备87
3.6.1直流高速并列开关88
3.6.2直流转换开关92
3.6.3直流断路器94
3.7直流电缆96
3.7.1运行特性96
3.7.2主要元部件97
3.7.3主要技术参数99
3.7.4试验技术100
3.8其他设备100
3.8.1直流电抗器100
3.8.2避雷器101
3.8.3直流GIS/GIL101
第4章柔性直流输电控制保护系统104
4.1柔性直流控制系统104
4.1.1总体结构104
4.1.2直流站控105
4.1.3极控制108
4.1.4阀组控制118
4.2柔性直流保护系统137
4.2.1典型故障特性138
4.2.2直流保护142
4.2.3柔直变压器保护152
4.2.4柔性直流阀控保护153
4.3柔性直流测量系统154
4.3.1电流测量装置154
4.3.2电压测量装置157
参考文献159
第5章柔性直流换流站电磁兼容160
5.1柔性直流换流站阀厅电磁兼容设计原则160
5.1.1柔性直流换流站电磁干扰源160
5.1.2柔性直流换流阀及阀厅电磁兼容设计原则161
5.2柔性直流阀厅电磁兼容技术指标和研究方法164
5.2.1柔性直流阀厅电磁兼容技术指标164
5.2.2柔性直流阀厅电磁兼容研究方法165
5.3柔性直流阀厅电磁兼容设计举例167
5.3.1低频电磁场设计168
5.3.2宽频等效模型设计171
5.3.3抗电磁干扰设计174
5.4柔性直流换流阀电磁特性实测分析176
第6章柔性直流输电过电压与绝缘配合178
6.1概述178
6.2过电压机理178
6.2.1双极柔性直流输电系统过电压179
6.2.2对称单极柔性直流输电系统过电压182
6.2.3柔性直流过电压和常规直流过电压的区别183
6.3过电压抑制措施187
6.3.1避雷器187
6.3.2旁通晶闸管198
6.3.3中性母线冲击电容器198
6.3.4控制保护策略199
6.3.5耗能装置201
6.4柔性直流输电工程绝缘配合设计示例203
6.4.1混合多端直流输电工程203
6.4.2背靠背柔性直流输电工程206
6.4.3海上风电送出工程207
第7章柔性直流输电接入系统稳定性210
7.1单直流馈入系统交直流耦合机理210
7.1.1单馈入常规直流与交流系统的耦合机理211
7.1.2单馈入柔性直流与交流系统的耦合机理218
7.2含柔性直流的多直流馈入系统交直流耦合机理及评估方法225
7.2.1柔性直流接入多直流馈入系统模型225
7.2.2含柔性直流的多直流馈入系统受端电网强度的评估方法227
7.2.3柔性直流对多直流馈入受端电网的改善作用241
7.3柔性直流接入系统稳定性分析实例246
7.3.1高压大容量柔性直流输电在受端电网的应用246
7.3.2背靠背柔性直流分区互联251
7.3.3常规直流受端柔性化改造稳定性分析253
参考文献257
第8章柔性直流输电实时数字仿真技术259
8.1柔性直流输电数字仿真技术概述259
8.1.1柔性直流输电工程的数字仿真需求259
8.1.2柔性直流输电工程的数字仿真技术260
8.2柔性直流输电工程实时数字仿真建模262
8.2.1实时数字仿真建模基本原则262
8.2.2柔性直流换流阀实时数字仿真技术263
8.2.3柔性直流换流阀故障仿真方法265
8.2.4交直流复杂大电网全景实时数字仿真系统266
8.3柔性直流输电工程实时数字仿真试验268
8.3.1硬件在环实时数字仿真系统268
8.3.2仿真试验项目设计272
8.4仿真应用实例277
8.4.1多端混合直流输电系统拓扑278
8.4.2多端混合直流实时数字仿真试验典型结果278
8.4.3仿真试验结果与工程现场对比284
参考文献286
第9章柔性直流输电谐波及谐振特性288
9.1交流侧谐振288
9.1.1柔性直流与交流电网间的谐振现象288
9.1.2谐振稳定性分析290
9.1.3影响因素分析293
9.1.4仿真验证303
9.1.5高频谐振应对策略305
9.2背景谐波影响307
9.2.1柔性直流与交流电网共同作用的谐波放大/抑制效果分析307
9.2.2柔性直流谐波电流抑制方案308
参考文献313
第10章柔性直流输电工程系统试验315
10.1站系统试验和系统试验的主要工作315
10.1.1站系统试验和系统试验的计算分析315
10.1.2试验方案的制定316
10.1.3调试实施阶段的工作316
10.2站系统和系统试验项目设置及内容316
10.2.1现场调试阶段划分及项目设置316
10.2.2站系统和系统试验项目内容319
10.3柔性直流输电系统试验典型案例321
10.3.1昆柳龙直流工程概况321
10.3.2昆柳龙直流工程系统试验典型案例322
参考文献333
第11章柔性直流输电工程335
11.1成套设计335
11.2柔性直流输电工程类型338
11.2.1背靠背柔性直流输电工程338
11.2.2多端柔性直流输电工程342
11.2.3特高压混合直流输电工程346
11.2.4柔性直流电网工程353
11.2.5柔性直流配电网工程356
11.2.6远海风电经柔性直流送出工程360
11.3工程展望365
参考文献366