提高电网可靠性的大功率电力电子技术基础理论

《大型互联电网运行可靠性研究系列图书》围绕如何提高提高大功率电力电子装置自身可靠性以及其接人电网可靠性两个主题，全面分析和总结了大功率电力电子装置在提高大型互联电网运行可靠性方面的机理、作用、问题和解决方案，为大功率电力电子装置在电力系统中的大规模推广和广泛应用提供了理论支撑。《大型互联电网运行可靠性研究系列图书》主要内容包括：大功率电力电子装置及其接入电网可靠性评估算法，灵活交流输电装置在电网中接人点、容量及类型选择方法，大功率电力电子装置的纳秒一微秒级动态过程的建模与机理分析，系统异常情况下电力电子装置与系统的交互作用及装置的控制、保护共性技术及大功率电力电子装置等效试验方法等。
《大型互联电网运行可靠性研究系列图书》可供电力系统科研、规划、设计、运行与和输变电工程技术人员参考，也可作为高等院校相关专业的教师及研究生的参考书。


 

第1章 概论1
1.1 我国电网发展概况1
1.2 电力系统电力电子技术的重大需求1
1.2.1 提高电网支撑大范围优化资源配置能力1
1.2.2 提高电网接纳大规模间歇式电源能力2
1.2.3 保障大电网安全稳定运行2
1.2.4 满足电网发展对关键技术和装备的要求3
1.2.5 提升我国在世界电力领域的技术引领作用3
1.3 应用电力电子技术提高大型互联电网可靠性3
1.3.1 电力系统中的电力电子技术3
1.3.2 电力电子装置应用中存在的问题9
1.3.3 主要研究内容10

第2章 应用大功率电力电子技术提高大型互联电网可靠性的研究12
2.1 大功率电力电子装置可靠性评估方法研究12
2.1.1 电力系统设备可靠性评估理论基础12
2.1.2 大功率电力电子装置可靠性评估16
2.2 大功率电力电子装置对电力系统可靠性的影响43
2.2.1 发输电设备可靠性建模43
2.2.2 组合电力系统可靠性算法和指标体系45
2.2.3 FACTS设备的控制模型48
2.2.4 含可控并补电力系统可靠性评估50
2.2.5 含可控串补电力系统可靠性评估53
2.3 提高HVDC在交直流混合系统中的动态稳定性控制理论与方法58
2.3.1 交直流混合系统中的HVDC阻尼控制原理58
2.3.2 HVDC广域动态稳定控制反馈信号选择方法62
2.3.3 基于WAMS的多直流自适应协调控制70
2.3.4 广域闭环控制中通信延时的影响82
2.4 FACTS装置在电网中接入点、容量及优化配置方法研究84
2.4.1 典型FACTS装置的功能特点和比较分析84
2.4.2 FACTS装置接入点选择方法88
2.4.3 FACTS装置容量确定方法97
2.4.4 多目标优化配置方法研究103
2.4.5 FACTS装置在电网中优化配置方法小结106
2.5 本章小结107

第3章 大功率电力电子装置的纳秒-微秒级动态过程的建模与机理分析109
3.1 大功率电力电子装置的数字混合仿真系统研究109
3.1.1 大功率电力电子装置的物理测试手段110
3.1.2 大功率电力电子装置实时数字仿真研究现状111
3.1.3 大功率电力电子装置的混合仿真112
3.2 大功率电力电子装置的混合仿真方案113
3.2.1 装置级模型114
3.2.2 器件级模型114
3.2.3 热模型115
3.2.4 各过程间的接口交互115
3.2.5 混合仿真的总体实现方案116
3.3 典型开关器件的功能模型117
3.3.1 多器件功能模型的基本原理118
3.3.2 IGCT工作原理及开关电压电流的确定121
3.3.3 功率二极管的开关电压电流确定123
3.3.4 IGBT的开关电压电流确定126
3.3.5 全控器件/二极管综合模型127
3.3.6 开关器件功能模型的验证128
3.3.7 开关器件功能模型应用135
3.4 开关器件功能模型的实时化实现140
3.4.1 递推法实时模型140
3.4.2 分段插值法实时模型144
3.4.3 完整桥臂模型149
3.5 混合实时数字仿真平台的实现152
3.5.1 链式STATCOM装置级模型及其实时化实现152
3.5.2 热模型及实时化的实现154
3.5.3 混合数字仿真平台156
3.5.4 对器件模型实时化方法的验证158
3.5.5 实时数字混合仿真方案验证163
3.6 本章小结171

第4章 系统异常情况下电力电子装置与系统的交互作用及装置的控制、保护共性技术研究173
4.1 系统异常情况下电力电子装置动态特性及快速控制与保护策略的研究173
4.1.1 基于反馈线性化控制方法的动态无功控制174
4.1.2 基于分相瞬时电流控制方法的动态无功控制181
4.1.3 系统异常情况下电力电子装置的控制与保护195
4.2 系统异常情况下多个FACTS控制器之间或单个FACTS控制器的不同功能之间相互作用的研究209
4.2.1 单个FACTS控制器的不同功能之间相互作用209
4.2.2 多个FACTS控制器之间的相互作用216
4.3 高可靠性的大功率电力电子装置的控制、保护共性技术研究227
4.3.1 控制保护系统分层分布式结构的研究228
4.3.2 柔性交流输电装置控制保护系统通信网络的研究232
4.3.3 基于通用性的控制保护系统平台化设计235
4.4 本章小结255

第5章 大功率电力电子装置试验方法的研究256
5.1 大功率电力电子装置试验等效机理和试验方法理论256
5.1.1 大功率电力电子装置试验方法论256
5.1.2 大功率电力电子装置一般试验方法262
5.1.3 等效机理的数学模型及分析方法266
5.1.4 等效机理的“效”的分析271
5.2 半控器件阀试验方法研究279
5.2.1 阀实际运行工况的强度分析279
5.2.2 运行试验的等效性研究288
5.2.3 合成全工况试验装置的研制292
5.2.4 过电流试验装置的研究296
5.3 全控型器件阀试验方法研究299
5.3.1 两电平VSC-HVDC中IGBT阀的工况分析299
5.3.2 IGBT阀的试验方法310
5.4 大功率电力电子装置试验平台314
5.4.1 MIST电路的描述315
5.4.2 验证试验315
5.5 本章小结318
参考文献319