目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 直流輸配電系統(tǒng)的發(fā)展 1
1.1.1 直流輸配電的定義 1
1.1.2 換流器的基本特性 3
1.1.3 直流輸配電技術(shù)的發(fā)展 8
1.2 直流輸配電面臨的故障與保護(hù)問題 10
1.3 直流輸配電故障分析與保護(hù)研究現(xiàn)狀 12
1.3.1 故障分析 12
1.3.2 保護(hù)原理 14
1.4 本書的主要內(nèi)容 15
參考文獻(xiàn) 16
第2章 直流輸配電拓?fù)浼暗湫凸こ探榻B 19
2.1 柔性直流輸電系統(tǒng) 19
2.1.1 柔性直流輸電的特點(diǎn) 19
2.1.2 柔性直流輸電典型工程介紹 20
2.1.3 柔性直流輸電發(fā)展前景 22
2.2 混合直流輸電系統(tǒng) 23
2.2.1 混合直流輸電特點(diǎn) 23
2.2.2 混合直流輸電典型工程介紹 23
2.2.3 混合直流輸電發(fā)展前景 24
2.3 柔性直流配電系統(tǒng) 25
2.3.1 柔性直流配電特點(diǎn) 25
2.3.2 柔性直流配電典型工程介紹 26
2.3.3 柔性直流配電發(fā)展前景 27
2.4 城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng) 28
2.4.1 傳統(tǒng)直流牽引供電特點(diǎn) 28
2.4.2 直流牽引供電典型工程介紹 29
2.4.3 發(fā)展趨勢(shì)——柔性直流牽引供電 31
參考文獻(xiàn) 33
第3章 直流輸配電故障解析 35
3.1 直流故障類型 35
3.2 兩電平VSC直流側(cè)短路故障解析 37
3.2.1 VSC故障過程概述 37
3.2.2 直流故障電流分段解析計(jì)算 38
3.2.3 仿真驗(yàn)證 41
3.3 MMC直流側(cè)短路故障解析 43
3.3.1 MMC直流故障過程概述 43
3.3.2 階段一：閉鎖前電容放電階段故障解析 45
3.3.3 階段二：閉鎖后交流饋入暫態(tài)階段故障解析 46
3.3.4 階段三：閉鎖后交流饋入穩(wěn)態(tài)階段故障解析 50
3.3.5 仿真驗(yàn)證 61
3.4 LCC直流側(cè)短路故障解析 69
3.4.1 LCC直流故障過程概述 69
3.4.2 計(jì)及控制策略影響的LCC直流側(cè)短路計(jì)算模型 71
3.4.3 仿真驗(yàn)證 74
3.5 柔性直流系統(tǒng)暫態(tài)故障電流解析 76
3.5.1 柔性直流系統(tǒng)故障等效網(wǎng)絡(luò) 76
3.5.2 故障等效網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化與解耦 80
3.5.3 暫態(tài)故障電流解析表達(dá) 83
3.5.4 一般性柔性直流系統(tǒng)暫態(tài)故障電流解析計(jì)算 84
3.5.5 仿真驗(yàn)證 88
3.6 混合直流系統(tǒng)故障電流解析 92
3.6.1 混合直流系統(tǒng)故障等效網(wǎng)絡(luò) 92
3.6.2 混合直流系統(tǒng)故障電流解析計(jì)算 94
3.6.3 仿真驗(yàn)證 95
參考文獻(xiàn) 96
第4章 直流線路保控協(xié)同保護(hù)原理 97
4.1 均勻傳輸線特性 97
4.1.1 輸入阻抗特性 97
4.1.2 不同區(qū)間故障輸入阻抗特性 99
4.1.3 區(qū)內(nèi)故障特性 100
4.1.4 區(qū)外故障特性 101
4.1.5 區(qū)內(nèi)外故障特性差異對(duì)比 102
4.2 換流器控制原理 103
4.2.1 換流器基本控制原理 103
4.2.2 換流器附加注入控制 105
4.3 特征信號(hào)選取 107
4.3.1 特征信號(hào)頻率 107
4.3.2 特征信號(hào)幅值 107
4.3.3 特征信號(hào)長(zhǎng)度 108
4.4 保護(hù)原理構(gòu)建 111
4.4.1 保護(hù)啟動(dòng)判據(jù) 112
4.4.2 故障極識(shí)別判據(jù) 112
4.4.3 故障區(qū)間識(shí)別判據(jù) 113
4.4.4 保護(hù)方案總體流程 113
4.5 仿真驗(yàn)證 114
4.5.1 區(qū)內(nèi)故障 115
4.5.2 區(qū)外故障 117
4.5.3 耐受過渡電阻能力驗(yàn)證 117
4.5.4 負(fù)極故障與雙極故障的保護(hù)適應(yīng)性 118
參考文獻(xiàn) 118
第5章 直流線路信息指紋保護(hù)原理 120
5.1 信息指紋介紹 120
5.1.1 信息指紋的概念 120
5.1.2 信息指紋的應(yīng)用 121
5.1.3 指紋匹配技術(shù) 123
5.1.4 信息指紋在直流輸電線路保護(hù)的應(yīng)用前景 125
5.2 基于信息指紋的直流線路差動(dòng)保護(hù) 125
5.2.1 差動(dòng)電流特征分析 126
5.2.2 基于差動(dòng)電流指紋的保護(hù)方案 128
5.2.3 影響因素分析 132
5.2.4 仿真分析 134
5.3 基于信息指紋的直流線路反行波波形特征保護(hù) 140
5.3.1 行波特征分析 140
5.3.2 基于SPB算法的信息指紋制作 144
5.3.3 基于故障反行波指紋的保護(hù)與測(cè)距方案 151
5.3.4 仿真驗(yàn)證與分析 153
參考文獻(xiàn) 161
第6章 直流線路人工智能保護(hù)原理 162
6.1 深度學(xué)習(xí)與遷移學(xué)習(xí)模型 162
6.1.1 深度學(xué)習(xí)基本原理 162
6.1.2 遷移學(xué)習(xí)基本原理 166
6.2 基于深度學(xué)習(xí)的柔性直流單端量反行波波形特征保護(hù) 168
6.2.1 四端偽雙極柔性直流電網(wǎng)拓?fù)?169
6.2.2 單端電壓反行波波形分析 169
6.2.3 基于依賴模型的反行波計(jì)算方法 174
6.2.4 保護(hù)整體設(shè)計(jì) 176
6.2.5 仿真驗(yàn)證與分析 177
6.3 基于遷移學(xué)習(xí)考慮多因素影響的改進(jìn)柔性直流單端量保護(hù) 182
6.3.1 多因素影響分析 182
6.3.2 改進(jìn)保護(hù)設(shè)計(jì) 184
6.3.3 仿真驗(yàn)證與分析 185
6.4 基于深度學(xué)習(xí)的混合直流雙端量差動(dòng)電流保護(hù) 190
6.4.1 三端雙極混合直流電網(wǎng)拓?fù)?190
6.4.2 雙端差動(dòng)電流分析 191
6.4.3 保護(hù)整體設(shè)計(jì) 195
6.4.4 仿真驗(yàn)證與分析 196
參考文獻(xiàn) 202
第7章 直流線路六次諧波后備保護(hù)原理 203
7.1 故障頻域特性分析 203
7.1.1 故障電流頻段分布特征 203
7.1.2 六次諧波分量分析 204
7.2 區(qū)內(nèi)外故障六次諧波差異分析 214
7.2.1 理論分析 214
7.2.2 仿真分析 221
7.3 保護(hù)方法 224
7.3.1 啟動(dòng)元件 224
7.3.2 雙極短路故障判據(jù) 224
7.3.3 區(qū)內(nèi)外故障判據(jù) 225
7.3.4 保護(hù)方法流程 225
7.4 線路長(zhǎng)度對(duì)保護(hù)方法的影響 226
7.4.1 理論分析 226
7.4.2 仿真驗(yàn)證 227
7.4.3 保護(hù)適用場(chǎng)景 228
7.5 保護(hù)算法性能分析 228
7.5.1 過渡電阻對(duì)保護(hù)的影響 229
7.5.2 噪聲干擾對(duì)保護(hù)的影響 230
7.5.3 單極接地故障 231
7.5.4 交流側(cè)故障 231
參考文獻(xiàn) 232
第8章 直流輸電線路故障自適應(yīng)恢復(fù)技術(shù) 234
8.1 直流系統(tǒng)自適應(yīng)恢復(fù)技術(shù)需求 234
8.1.1 直流系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)技術(shù)概述 234
8.1.2 直流系統(tǒng)自適應(yīng)恢復(fù)技術(shù) 237
8.2 基于換流器控制協(xié)同的LCC-MMC自適應(yīng)重啟技術(shù) 246
8.2.1 研究思路 246
8.2.2 反行波估算 247
8.2.3 自適應(yīng)重啟策略 251
8.2.4 仿真驗(yàn)證與分析 256
8.3 基于主頻率躍變的MMC-MMC自適應(yīng)重合閘技術(shù) 261
8.3.1 研究思路 261
8.3.2 電壓行波傳播主成分 263
8.3.3 自適應(yīng)重合閘策略 269
8.3.4 仿真驗(yàn)證與分析 274
參考文獻(xiàn) 280