內容簡介
柔性直流輸電技術在我國的工程化套用，對於提高我國電網安全穩定水平，建立經濟、高效、先進的智慧型輸配電系統都有重要意義。《基於電壓源換流器的高壓直流輸電技術》總結了我國柔性直流輸、電技術方面的研究成果，汲取了國外柔性直流輸電工程經驗，對指導我國柔性直流工程的建設具有重大的參考價值。
《基於電壓源換流器的高壓直流輸電技術》共有9章，主要包括：緒論，電壓源換流器的工作原理及調製方式，柔性直流輸電系統特性，柔性直流輸電系統控制，柔性直流輸電系統的故障與保護，柔性直流輸電系統諧波，柔性直流輸電系統主要設備，柔性直流輸電在風電場併網中的研究，柔性直流輸電示範工程。此外，《基於電壓源換流器的高壓直流輸電技術》還對柔性直流輸電中常見名詞術語進行了解釋，簡單介紹了現有柔性直流輸電工程的基本情況。
《基於電壓源換流器的高壓直流輸電技術》可供從事電力系統科研、規劃、設計和運行的工程師使用，也可以作為高等院校相關專業的教師和學生的參考書。
作者簡介
湯廣福，博士，教授級高工.博士生導師。現任中國電力科學研究院副總工程師，兼中電普瑞電力工程有限公司總經理。主要從事靈活交流輸電和直流輸電技術領域的研究與開發.先後主持了國家部委和國家電網公司科研課題10餘項，取得若干自主智慧財產權的成果。近年來.獲國家科技進步獎2項.省部級科技進步獎6項；已申請並獲受理專利53項，其中發明專利32項。在國內外發表論文86篇.指導和培養碩士、博士研究生13人。2000年，獲第四屆“中國優秀青年科技創新獎”：2004年，入選新世紀百千萬人才工程國家級人選：2006年，獲“第九屆茅以升北京青年科技獎”；2006年，被批准享受政府特殊津貼。曾任國際大電網會議（CIGRE）“高壓直流輸電與電力電子”技術委員會委員、第一屆電力行業電能質量及柔性輸電標準化技術委員會主任委員；現任CIGRE第48工作組召集人.IEC第15工作組成員、全國電力電子學標準化技術委員會副主任委員，北京電力電子學會常務理事等職；華中科技大學和合肥工業大學兼職博士生導師。
目錄
前言
1 緒論
1.1 直流輸電技術的發展概況
1.1.1 直流輸電技術發展簡史
1.1.2 柔性直流輸電工程介紹
1.2 柔性直流輸電技術的基本原理
1.3 柔性直流輸電系統構成方式
1.3.1 兩端柔性直流輸電系統
1.3.2 多端柔性直流輸電系統
1.4 柔性直流輸電系統的特點
1.4.1 柔性直流輸電系統的優點
1.4.2 柔性直流輸電系統的不足之處
1.4.3 柔性直流輸電的適用場合
1.5 柔性直流輸電和常規直流輸電的對比
1.5.1 換流站
1.5.2 輸電線路
1.5.3 控制性能
1.5.4 與交流電網的關係
1.5.5 多端直流輸電
1.5.6 技術經濟性
1.5.7 對環境的影響
1.6 柔性直流輸電發展前景
1.6.1 柔性直流輸電技術發展方向
1.6.2 柔性直流輸電工程套用發展趨勢
1.6.3 柔性直流輸電技術在國內的套用前景
2 電壓源換留器的工作原理及調製方式
2.1 概述
2.2 單相兩電平電壓源換流器
2.2.1 基本工作原理
2.2.2 方波調製時的特性分析
2.2.3 PWM調製時的特性分析
2.3 三相兩電平電壓源換流器
2.3.1 主電路拓撲結構
2.3.2 方波調製時的工作原理及特性
2.3.3 PWM調製時的工作原理及特性
2.4 多電平電壓源換流器
2.4.1 箝位型多電平電壓源換流器
2.4.2 級聯型多電平電壓源換流器
2.4.3 模組化多電平電壓源換流器
2.5 多脈波電壓源換流器
2.6 調製方式
2.6.1 兩電平電壓源換流器調製方式
2.6.2 多電平電壓源換流器調製方式
3 柔性直流輸電系統特徵
3.1 概述
3.2 柔性直流輸電系統的基本調節方式及其特性
3.2.1 基本調節方式
3.2.2 交流側調節特性
3.2.3 直流側特性
3.3 聯結變壓器的調節
3.4 柔性直流輸電工程額定值
3.4.1 直流功率額定值
3.4.2 直流電壓額定值
3.4.3 直流電流額定值
3.5 柔性直流輸電系統的過負荷
3.6 柔性直流輸電系統的降壓運行
3.7 直流功率反送
3.8 柔性直流輸電系統運行方式
3.8.1 交流側接線方式
3.8.2 直流側接線方式
3.8.3 柔性直流輸電系統的控制方式
3.9 柔性直流輸電系統損耗
3.9.1 柔性直流輸電系統損耗計算方法
3.9.2 柔性直流輸電系統損耗的分類
3.9.3 主設備損耗
3.9.4 換流站其他輔助設備損耗
3.10 多端直流輸電系統及其調節特性
3.10.1 多端柔性直流輸電系統接線方式
3.10.2 多端柔性直流輸電系統的控制原則
3.10.3 基於直流電壓偏差的多端直流輸電控制策略及其調節特性
4 柔性直流輸電系統控制
4.1 概述
4.2 柔性直流輸電基本控制原理
4.3 柔性直流輸電系統級控制
4.3.1 系統級有功功率類控制
4.3.2 系統級無功功率類控制
4.4 柔性直流輸電換流站級控制
4.4.1 間接電流控制
4.4.2 直接電流控制
4.4.3 控制器限流
4.4.4 柔性直流輸電系統的啟動控制
4.5 柔性直流輸電換流閥級控制
4.5.1 觸發脈衝生成
4.5.2 換流器閥觸發技術
4.6 系統故障時柔性直流輸電換流站級控制
4.6.1 系統故障時系統級控制方式的轉換
4.6.2 系統故障時換流站級控制
5 柔性直流輸電系統的故障與保護
5.1 概述
5.2 換流站內部故障
5.2.1 內部交流母線故障
5.2.2 負序分量與換流器的作用
5.2.3 換流器的阻抗頻率特性
5.2.4 交流母線故障分析
5.2.5 直流母線故障
5.2.6 閥體故障
5.2.7 元件失效
5.3 交流系統故障
5.3.1 交流電壓不平衡
5.3.2 工頻電壓的過度變化
5.3.3 交流側雷電過電壓
5.3.4 交流操作過電壓
5.3.5 交流電壓相移
5.3.6 故障後恢復
5.4 直流系統故障
5.4.1 直流電纜故障
5.4.2 直流架空線故障
5.4.3 直流母線雷擊過電壓
5.4.4 直流過電壓
5.4.5 單極系統故障
5.5 保護原理
5.6 保護類型和故障清除操作
5.7 保護配置原則與特點
5.7.1 保護配置原則
5.7.2 直流保護特點
5.8 換流站保護配置
5.8.1 換流器保護區
5.8.2 交流開關場保護區
5.8.3 直流線路保護區
5.8.4 換流站保護示例
6 柔性直流輸電系統諧波
6.1 概述
6.2 換流器的諧波
6.2.1 基頻開關調製
6.2.2 PWM調製
6.2.3 多脈波與多電平換流器
6.3 諧波的危害
6.3.1 在旋轉電機和電容器等電氣設備中產生附加損耗和發熱
6.3.2 諧波諧振過電壓
6.3.3 對電話線路的干擾
6.4 減小諧波的方法
6.4.1 改造諧波源以減小諧波
6.4.2 裝設濾波器減小諧波
6.4.3 改變系統參數減小諧波
6.5 換流站交流側濾波系統
6.5.1 功能和類型
6.5.2 評定濾波效果的準則
6.5.3 換流器引入電網的諧波電壓
6.5.4 濾波器設計
6.5.5 濾波器性能分析
……
7 柔性直流輸電系統主要設備
8 柔性直流輸電在風電場併網中的研究
9 柔性直流輸電示範工程
附錄
參考文獻
前言
基於電壓源換流器的高壓直流輸電技術（VSC-HVDC）於1990年由加拿大McGill大學Boon-Teck ooi等人首次提出，其主要的特點就是採用由全控電力電子器件構成的電壓源換流器（VSC），取代常規直流輸電中基於半控晶閘管器件的電流源換流器。自該技術提出以來，由於其卓越的可控性和靈活性，一直吸引了世界上眾多學者和研究人員的高度關注。歷經多年的研發，1997年ABB公司首次實現了電壓源換流器高壓直流輸電試驗性工程（Hall sion工程）的成功運行。此後，電壓源換流器高壓直流輸電技術的工程化套用在世界範圍內呈現出快速發展趨勢，工程容量和電壓等級已經從起初的3MW/±10kV發展到2006年Estlink工程的350MW/±150kV；目前，容量和電壓等級達1100MW/±300kV工程的概念設計已經提出。對於VSC-HVDC技術的命名，目前還沒有統一的標準，一般在學術界中稱之為“基於電壓源換流器的高壓直流輸電技術”；在商業界，ABB公司將其稱為“輕型直流（HVDC-Light）”，西門子公司將其稱為“新型直流（HVDC-Plus）”，而我國的科研及工程技術人員根據其套用的靈活性特點，將其命名為“柔性直流（HVDC－Flexible）”。
