目錄
前言
第1章 緒論1
1.1 直流輸電系統(tǒng)的組成1
1.1.1 換流器1
1.1.2 換流閥2
1.1.3 晶閘管3
1.1.4 無功補(bǔ)償裝置6
1.2 直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6
1.2.1 單極直流輸電系統(tǒng)7
1.2.2 雙極直流輸電系統(tǒng)8
1.2.3 背靠背直流輸電系統(tǒng)9
1.2.4 多端直流輸電系統(tǒng)10
1.3 直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行特性11
1.3.1 整流器工作原理11
1.3.2 逆變器工作原理16
1.3.3 直流輸電的特點(diǎn)19
1.4 直流輸電技術(shù)的發(fā)展20
1.4.1 發(fā)展過程20
1.4.2 發(fā)展現(xiàn)狀21
1.5 直流輸電系統(tǒng)換相失敗概述26
1.5.1 換相失敗的原因26
1.5.2 換相失敗的危害27
1.5.3 換相失敗防御措施28
第2章 直流輸電系統(tǒng)換相失敗特性32
2.1 直流輸電系統(tǒng)控制策略32
2.1.1 直流控制系統(tǒng)的技術(shù)路線32
2.1.2 定電流控制36
2.1.3 定電壓控制36
2.1.4 低壓限流控制37
2.1.5 定關(guān)斷角控制39
2.1.6 最小觸發(fā)角控制40
2.1.7 電流偏差控制40
2.1.8 換相失敗預(yù)防控制41
2.2 直流輸電系統(tǒng)換相失敗的內(nèi)涵43
2.2.1 換相失敗的原理43
2.2.2 換相失敗的定義44
2.2.3 換相失敗的判斷方法46
2.3 直流輸電系統(tǒng)換相失敗的特征48
2.3.1 首次換相失敗過程48
2.3.2 后續(xù)換相失敗過程50
2.3.3 換相失敗實例52
2.4 控制系統(tǒng)對換相失敗的作用54
2.4.1 低壓限流控制54
2.4.2 換相失敗預(yù)防控制63
2.4.3 定電流控制66
2.4.4 定關(guān)斷角控制70
2.4.5 對多饋入直流輸電系統(tǒng)的影響75
2.4.6 控制系統(tǒng)影響實例90
第3章 直流輸電系統(tǒng)首次換相失敗預(yù)測與抑制118
3.1 直流輸電系統(tǒng)換相失敗解析118
3.1.1 換流母線電壓的影響118
3.1.2 直流電流的影響118
3.1.3 故障發(fā)生時刻的影響119
3.1.4 超前觸發(fā)角的影響119
3.1.5 等效換相電抗的影響120
3.2 首次換相失敗的臨界電壓120
3.2.1 換相前發(fā)生故障120
3.2.2 換相過程初期發(fā)生故障122
3.2.3 換相過程后期發(fā)生故障124
3.3 首次換相失敗預(yù)測方法124
3.4 改進(jìn)換相失敗預(yù)防控制方法126
3.4.1 控制原理126
3.4.2 觸發(fā)角調(diào)節(jié)量126
3.4.3 改進(jìn)預(yù)防控制方案128
3.5 首次換相失敗預(yù)測與預(yù)防控制性能129
3.5.1 首次換相失敗預(yù)測129
3.5.2 首次換相失敗預(yù)防控制133
第4章 直流輸電系統(tǒng)后續(xù)換相失敗預(yù)測與抑制方法137
4.1 后續(xù)換相失敗過程建模137
4.1.1 關(guān)斷角解析表達(dá)137
4.1.2 后續(xù)換相失敗影響因素139
4.2 后續(xù)換相失敗臨界電壓140
4.2.1 逆變站控制響應(yīng)解析140
4.2.2 臨界電壓計算方法141
4.3 后續(xù)換相失敗預(yù)測方法142
4.3.1 預(yù)測原理142
4.3.2 實現(xiàn)方法144
4.3.3 算例分析144
4.4 基于自適應(yīng)啟動電壓的限流控制方法151
4.4.1 限流控制思想151
4.4.2 臨界斜率計算152
4.4.3 啟動電壓計算153
4.4.4 限流控制策略155
4.4.5 算例分析155
4.5 基于逆變站故障安全域的自適應(yīng)電流控制方法166
4.5.1 逆變站電氣量耦合特性166
4.5.2 逆變站故障安全域167
4.5.3 自適應(yīng)電流控制思想171
4.5.4 自適應(yīng)電流控制策略172
4.5.5 算例分析174
第5章 直流輸電系統(tǒng)換相失敗穿越能力及其提升方法179
5.1 直流輸電系統(tǒng)換相失敗穿越能力179
5.1.1 直流輸電系統(tǒng)換相失敗的后果179
5.1.2 直流輸電系統(tǒng)的閉鎖措施180
5.1.3 直流輸電系統(tǒng)閉鎖后的電網(wǎng)特性181
5.2 直流輸電系統(tǒng)換相失敗穿越解析182
5.2.1 換相失敗下的交流系統(tǒng)穩(wěn)定性182
5.2.2 換相失敗期間直流功率建模185
5.3 換相失敗穿越能力提升方法187
5.3.1 控制思想187
5.3.2 控制量計算方法188
5.3.3 控制方法190
5.4 算例分析192
5.4.1 換相失敗的影響192
5.4.2 不同控制方法下的控制效果194
5.4.3 不同直流容量配比下的控制效果195
5.4.4 整流站無功補(bǔ)償?shù)挠绊?96
第6章 多饋入直流輸電系統(tǒng)換相失敗特性198
6.1 多饋入直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行特性198
6.1.1 多饋入直流輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)198
6.1.2 多饋入交互作用因子199
6.1.3 多饋入短路比202
6.2 多饋入直流輸電系統(tǒng)同時換相失敗203
6.2.1 同時換相失敗過程203
6.2.2 同時換相失敗的邊界條件205
6.3 多饋入直流輸電系統(tǒng)相繼換相失敗207
6.3.1 無功功率交互特性207
6.3.2 相繼換相失敗的產(chǎn)生機(jī)理211
6.3.3 相繼換相失敗過程212
6.4 多饋入直流輸電系統(tǒng)換相失敗特征215
6.4.1 同時換相失敗215
6.4.2 相繼換相失敗217
6.4.3 同時換相失敗與相繼換相失敗的區(qū)別221
第7章 多饋入直流輸電系統(tǒng)換相失敗預(yù)測與抑制方法225
7.1 多饋入直流輸電系統(tǒng)相繼換相失敗臨界電壓225
7.1.1 換流母線電壓交互因子225
7.1.2 相繼換相失敗臨界電壓226
7.2 多饋入直流輸電系統(tǒng)換相失敗預(yù)測方法228
7.2.1 預(yù)測原理228
7.2.2 預(yù)測效果230
7.3 適用于多饋入直流輸電系統(tǒng)的換相失敗預(yù)防控制方法236
7.3.1 控制思想236
7.3.2 改進(jìn)換相失敗預(yù)防控制策略238
7.3.3 相繼換相失敗預(yù)防控制策略240
7.3.4 改進(jìn)換相失敗預(yù)防控制效果241
7.3.5 相繼換相失敗預(yù)防控制效果245
7.4 考慮換相失敗連鎖反應(yīng)的多饋入直流輸電系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方法248
7.4.1 多饋入直流輸電系統(tǒng)換相失敗連鎖反應(yīng)248
7.4.2 換相失敗連鎖反應(yīng)邊界249
7.4.3 控制思想249
7.4.4 協(xié)調(diào)控制效果251
第8章 混合多饋入直流輸電系統(tǒng)換相失敗抑制方法257
8.1 混合多饋入直流輸電系統(tǒng)257
8.1.1 柔性直流輸電系統(tǒng)的類型257
8.1.2 柔性直流輸電系統(tǒng)的控制259
8.1.3 混合多饋入直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行特性264
8.2 基于功率可控域的換相失敗抑制方法265
8.2.1 功率可控域建模265
8.2.2 控制原理268
8.2.3 控制策略269
8.3 基于功率協(xié)調(diào)控制的換相失敗抑制方法270
8.3.1 功率協(xié)調(diào)控制思想270
8.3.2 無功可控域建模272
8.3.3 控制參考值計算273
8.4 算例分析274
8.4.1 基于功率可控域的換相失敗抑制方法驗證275
8.4.2 基于功率協(xié)調(diào)控制的換相失敗抑制方法驗證278
參考文獻(xiàn)283
附錄 CIGRE直流輸電標(biāo)準(zhǔn)測試模型284