前言
首字母缩略词汇总
符号说明
第1章 基于子模块级联型换流器的柔性
输电技术的特点与应用
1.1 柔性输电技术的定义
1.2 柔性直流输电技术的发展过程及其特点
1.3 柔性直流输电应用于点对点输电
1.4 柔性直流输电应用于背靠背异步联网
1.5 柔性直流输电应用于背靠背异同步分网和类同步控制
1.6 柔性直流输电应用于构建直流电网
1.7 基于子模块级联型换流器的柔性交流输电技术
1.8 小结
参考文献
第2章 MMC基本单元的工作原理
2.1 MMC基本单元的拓扑结构
2.2 MMC的工作原理
2.2.1 子模块工作原理
2.2.2 三相MMC工作原理
2.3 MMC的调制方式
2.3.1 调制问题的产生
2.3.2 调制方式的比较和选择
2.3.3 MMC中的最近电平逼近调制
2.3.4 MMC中的输出波形
2.4 MMC的解析数学模型与稳态特性
2.4.1 MMC数学模型的输入输出结构
2.4.2 基于开关函数的平均值模型
2.4.3 MMC的微分方程模型
2.4.4 推导MMC数学模型的基本假设
2.4.5 MMC数学模型的解析推导
2.4.6 解析数学模型验证及MMC稳态特性展示
2.5 MMC的交流侧外特性及其基波等效电路
2.6 MMC输出交流电压的谐波特性及其影响因素
2.6.1 MMC电平数与输出交流电压谐波特性的关系
2.6.2 电压调制比与输出交流电压谐波特性的关系
2.6.3 MMC运行工况与输出交流电压谐波特性的关系
2.6.4 MMC控制器控制频率与输出交流电压谐波特性的关系
2.7 MMC的阻抗频率特性
2.7.1 MMC的直流侧阻抗频率特性
2.7.2 MMC的交流侧阻抗频率特性
2.7.3 MMC的阻抗频率特性实例
2.8 MMC换流站稳态运行范围研究
2.8.1 适用于MMC换流站稳态运行范围研究的电路模型
2.8.2 MMC接入有源交流系统时的稳态运行范围算例
2.8.3 MMC向无源负荷供电时的稳态运行范围算例
参考文献
第3章 MMC基本单元的主电路参数选择与损耗计算
3.1 引言
3.2 桥臂子模块数的确定原则
3.3 MMC控制频率的选择原则
3.3.1 电平数与控制频率的基本关系
3.3.2 两个临界控制频率的计算
3.4 联接变压器电压比的确定方法
3.5 子模块电容参数的确定方法
3.5.1 MMC不同运行工况下电容电压的变化程度分析
3.5.2 电容电压波动率的解析表达式
3.5.3 子模块电容值的确定原则
3.5.4 描述子模块电容大小的通用指标——等容量放电时间常数
3.5.5 子模块电容值的设计实例
3.5.6 子模块电容值设计的一般性准则
3.5.7 子模块电容稳态电压参数计算
3.5.8 子模块电容稳态电流参数的确定
3.5.9 子模块电容稳态电压和电流参数计算的一个实例
3.6 子模块功率器件稳态参数的确定方法
3.6.1 IGBT及其反并联二极管稳态参数的确定
3.6.2 子模块功率器件稳态参数计算的一个实例
3.6.3 子模块功率器件额定参数的选择方法
3.7 桥臂电抗器参数的确定方法
3.7.1 桥臂电抗器作为连接电抗器的一个部分
3.7.2 桥臂电抗值与环流谐振的关系
3.7.3 桥臂电抗器用于抑制直流侧故障电流上升率
3.7.4 桥臂电抗器用于限制交流母线短路故障时桥臂电流上升率
3.7.5 桥臂电抗器参数确定方法小结
3.7.6 桥臂电抗器稳态电流参数的确定
3.7.7 桥臂电抗器稳态电压参数的确定
3.7.8 桥臂电抗器稳态参数计算的一个实例
3.8 平波电抗值的选择原则
3.9 MMC阀损耗的组成及评估方法概述
3.9.1 MMC阀损耗的组成
3.9.2 MMC阀损耗的评估方法
3.10 基于分段解析公式的MMC阀损耗评估方法
3.10.1 通态损耗的计算方法
3.10.2 必要开关损耗的计算方法
3.10.3 附加开关损耗的估计方法
3.10.4 阀损耗评估方法小结
3.10.5 MMC阀损耗评估的实例
参考文献
第4章 电压源换流器与交流电网之间的同步控制方法
4.1 同步控制方法的5种基本类型
4.2 基于q轴电压为零控制的同步旋转参考坐标系锁相环(SRF-PLL)原理和参数整定
4.2.1 SRF-PLL的模型推导
4.2.2 SRF-PLL的基本锁相特性展示
4.2.3 输入信号幅值变化对SRF-PLL锁相特性的影响
4.2.4 系统频率变化对SRF-PLL锁相特性的影响
4.2.5 SRF-PLL的非全局稳定特性
4.2.6 SRF-PLL的小信号模型与参数整定
4.3 基于q轴电压为零控制的双同步旋转参考坐标系锁相环(DDSRF-PLL)原理与设计
4.3.1 瞬时对称分量的定义
4.3.2 SRF-PLL存在的主要问题
4.3.3 DDSRF-PLL的基本原理
参考文献
第21章 电力系统谐振稳定性的定义与分析方法
21.1 引言
21.2 谐振稳定性的定义和物理机理
21.2.1 谐振稳定性的定义
21.2.2 谐振稳定性的物理机理
21.2.3 谐振稳定性的性质
21.2.4 “宽频谐振”与“宽频振荡”含义的差别
21.3 s域节点导纳矩阵法的理论基础
21.4 决定谐振模态阻尼的因素及弱阻尼系统基本特性
21.5 s域节点导纳矩阵法的总体思路
21.6 在无阻尼系统中实现第1阶段算法的过程
21.6.1 无阻尼系统的谐振模态结构
21.6.2 无阻尼系统的s域节点导纳矩阵的结构
21.6.3 谐振模态无阻尼谐振频率的计算方法
21.6.4 谐振模态的节点电压振型与节点参与因子的意义及其计算方法
21.6.5 实现第1阶段算法的实例展示
21.7 在有阻尼的完整系统中实现第2阶段算法的过程
21.7.1 采用测试信号法的理论依据
21.7.2 测试信号法的具体实施示例
21.7.3 谐振模态阻尼值的灵敏度分析
21.8 直流电网谐振稳定性分析实例
21.9 s域节点导纳矩阵法总结
21.10 基于序网模型分析谐振稳定性的合理性探讨
21.10.1 问题的提出
21.10.2 谐振稳定性分析的网络模型选择问题探讨
参考文献
第22章 基于阻抗模型分析电力系统谐振稳定性的两难困境
22.1 引言
22.2 电力电子装置的LTI阻抗模型与频率耦合阻抗模型
22.2.1 三相非线性电力装置的LTI阻抗定义
22.2.2 三相非线性电力装置的频率耦合阻抗模型定义
22.3 基于简单测试系统的常用线性化方法特性分析
22.3.1 直流工作点上基于泰勒级数展开的增量线性化方法
22.3.2 直流工作点上基于傅里叶级数展开的增量谐波线性化方法
22.3.3 基于傅里叶级数展开的全量谐波线性化方法
22.3.4 交流稳态工作点上基于傅里叶级数展开的增量谐波线性化方法
22.3.5 交流稳态工作点上基于泰勒级数展开的增量线性化方法
22.4 多频率耦合导纳模型的导出
22.5 频率耦合阻抗模型的性质
22.6 展示频率耦合阻抗模型不适用于谐振稳定性分析的案例
22.7 小结与评述
参考文献
附录
附录A 典型高压大容量柔性输电工程
A1 南汇柔性直流输电工程
A2 南澳柔性直流输电工程
A3 舟山五端柔性直流输电工程
A4 厦门柔性直流输电工程
A5 鲁西背靠背柔性直流输电工程
A6 张北柔性直流电网工程
A7 昆柳龙±800kV特高压三端柔性直流工程
A8 白鹤滩-江苏±800kV特高压柔性直流工程
A9 渝鄂背靠背柔性直流工程
A10 粤港澳大湾区背靠背柔性直流工程
A11 南京西环网UPFC工程
A12 苏州南部UPFC工程
A13 上海蕴藻浜UPFC工程
A14 杭州低频输电工程
A15 华能玉环2号海上风电场低频输电工程
参考文献
附录B 高压大容量柔性输电工程分析与设计的工具
B1 柔性直流输电基本设计软件ZJU-MMCDP
B2 柔性直流输电电磁暂态仿真平台ZJU-MMCEMTP
B3 低频输电电磁暂态仿真平台ZJU-M3CEMTP介绍
B4 通用电力网络谐振稳定性分析程序ZJU-ENRSA
4.3.4 基于二阶Butterworth滤波器的LPF实现方法
4.4 基于恒定功率控制的功率同步环(PSL)的原理和参数整定
4.4.1 基于恒定功率控制的PSL的模型推导
4.4.2 PSL的参数整定
4.4.3 按单机无穷大系统设计的PSL对系统频率变化的适应性分析
4.4.4 按单机无穷大系统设计的PSL对系统电压跌落的适应性分析
4.5 基于恒定直流电压控制的电压同步环(VSL)推导和参数整定
4.5.1 基于恒定直流电压控制的VSL推导
4.5.2 基于恒定直流电压控制的VSL参数整定
4.5.3 基于恒定直流电压控制的VSL的响应特性分析
4.5.4 按单机无穷大系统设计的VSL对系统频率变化的适应性分析
4.5.5 按单机无穷大系统设计的VSL对系统电压跌落的适应性分析
4.6 基于恒定无功功率控制的无功同步环(QSL)推导和参数整定
4.6.1 基于恒定无功功率控制的QSL推导
4.6.2 基于恒定无功功率控制的QSL的参数整定
4.6.3 QSL的控制性能展示
4.7 基于耦合振子同步机制的电流同步环(CSL)的推导和参数整定
4.7.1 基于耦合振子同步机制的电流同步控制基本思路
4.7.2 CSL的数学模型
4.7.3 CSL的空载特性
4.7.4 单换流器电源带孤立负荷时CSL的带载特性
4.7.5 电流耦合强度改变对CSL输出特性的影响
4.7.6 双换流器电源带公共负荷时CSL的耦合同步特性
4.7.7 CSL1电流耦合强度变化对VSC1输出功率的影响
4.7.8 基于CSL耦合强度的定有功功率控制特性
4.7.9 基于CSL输出电压旋转和伸缩的定有功功率和定无功功率控制特性
4.8 5大类同步控制方法的适应性和性能比较
参考文献
第5章 MMC柔性直流输电系统的控制策略
5.1 电压源换流器控制的要素及其分类
5.2 同步旋转坐标系下MMC的数学模型
5.2.1 差模电压与阀侧电流的关系
5.2.2 共模电压与内部环流的关系
5.3 基于PLL的MMC双模双环控制器设计
5.3.1 差模内环电流控制器的阀侧电流跟踪控制
5.3.2 共模内环电流控制器的内部环流跟踪控制
5.3.3 基于差模和共模两个内环电流控制器的桥臂电压指令值计算公式
5.3.4 差模外环控制器的有功类控制器设计
5.3.5 差模外环控制器的无功类控制器设计
5.3.6 共模外环控制器的环流抑制控制
5.3.7 共模外环控制的电容电压波动抑制控制
5.3.8 双模双环控制器性能仿真测试
5.3.9 环流抑制控制与子模块电容电压波动抑制控制的对比
5.4 零序3次谐波电压注入提升MMC性能的原理及其适用场合
5.4.1 零序电压注入对控制效果的影响分析
5.4.2 如何选取待注入的零序电压
5.4.3 零序3次谐波电压注入仿真展示
5.4.4 注入零序3次谐波电压后MMC的性能提升分析
5.4.5 注入零序3次谐波电压后可能引起的不利方面
5.4.6 零序3次谐波电压注入策略的适用场合
5.5 交流电网电压不平衡和畸变条件下MMC的控制器设计
5.5.1 基于DDSRF的瞬时对称分量分解方法
5.5.2 电网电压不平衡和畸变情况下MMC的控制方法
5.5.3 仿真验证
5.6 交流电网平衡时基于PSL的MMC控制器设计
5.6.1 基于PSL的定PCC电压幅值控制器设计
5.6.2 基于PSL的定无功功率控制器设计
5.6.3 仿真验证
5.7 基于PLL与基于PSL的控制器性能比较
5.8 PLL失锁因素分析及性能提升方法
5.8.1 PLL失锁因素分析
5.8.2 克服锁相环失锁的方法
5.8.3 对PLL与PSL选择的一般性建议
5.9 MMC作为无源电网或新能源基地电网构网电源时的控制器设计
5.9.1 MMC作为无源电网或新能源基地电网构网电源时控制器设计的根本特点
5.9.2 测试系统仿真
5.10 电压韧度的定义及其意义
参考文献
第6章 MMC中的子模块电容电压平衡策略
6.1 子模块电容电压平衡控制
6.1.1 基于完全排序与整体参与的电容电压平衡策略
6.1.2 基于按状态排序与增量投切的电容电压平衡策略
6.1.3 采用保持因子排序与整体投入的电容电压平衡策略
6.1.4 电容值不同时对子模块电容电压平衡控制的影响
6.1.5 电容电压平衡策略小结
6.2 MMC动态冗余与容错运行控制策略
6.2.1 设计冗余与运行冗余的基本概念
6.2.2 MMC动态冗余与容错运行控制策略的基本思想
6.2.3 MMC动态冗余与容错运行控制策略的实现方法
6.2.4 MMC动态冗余与容错运行稳态特性仿真实例
6.2.5 MMC动态冗余与容错运行动态特性仿真实例
6.3 MMC-HVDC系统的启动控制
6.3.1 MMC的预充电控制策略概述
6.3.2 子模块闭锁运行模式
6.3.3 直流侧开路的MMC不控充电特性分析
6.3.4 直流侧带换流器的不控充电特性分析
6.3.5 限流电阻的参数设计
6.3.6 MMC可控充电实现途径
6.3.7 MMC启动过程仿真验证
6.4 MMC-HVDC系统停运控制
6.4.1 能量反馈阶段
6.4.2 可控放电阶段
6.4.3 不控放电阶段
6.4.4 MMC正常停运过程仿真验证
参考文献
第7章 MMC的交直流侧故障特性分析与直流侧故障自清除
7.1 引言
7.2 交流侧故障时MMC提供的短路电流特性
7.2.1 故障回路的时间常数分析与MMC短路电流大小的决定性因素
7.2.2 交流侧对称故障时MMC提供的短路电流特性
7.2.3 交流侧不对称故障时MMC提供的短路电流特性
7.3 直流侧故障时由半桥子模块构成的HMMC的短路电流解析计算方法
7.3.1 触发脉冲闭锁前的故障电流特性
7.3.2 触发脉冲闭锁后的故障电流特性
7.3.3 仿真验证
7.3.4 直流侧短路后MMC的闭锁时刻估计
7.3.5 直流侧短路电流闭锁后大于闭锁前的条件分析
7.4 FMMC直流侧故障的子模块闭锁自清除原理
7.4.1 全桥子模块的结构和工作原理
7.4.2 基于子模块闭锁的FMMC直流侧故障自清除原理
7.5 CMMC直流侧故障的子模块闭锁自清除原理
7.6 FHMMC直流侧故障的子模块闭锁自清除原理
7.6.1 全桥半桥子模块混合型MMC的拓扑结构
7.6.2 FHMMC通过子模块闭锁实现直流侧故障自清除的条件
7.6.3 FHMMC通过子模块闭锁清除直流侧故障引起的子模块过电压估算
7.6.4 FHMMC通过子模块闭锁清除直流侧故障的过程持续时间估算
7.73 种具有直流侧故障自清除能力的MMC的共同特点与成本比较
7.7.13 种具有直流侧故障自清除能力的MMC的共同特点
7.7.23 种具有直流侧故障自清除能力的MMC的投资成本比较
7.7.33 种具有直流侧故障自清除能力的MMC的运行损耗比较
7.7.4 小结
7.8 FHMMC降直流电压运行原理
7.8.1 FHMMC降直流电压运行受全桥子模块占比的约束
7.8.2 FHMMC降直流电压运行受半桥子模块电容电压均压的约束
7.9 FHMMC直流侧故障的直接故障电流控制清除原理
7.9.1 FHMMC清除直流侧故障的控制器设计
7.9.2 FHMMC直接故障电流控制下的故障电流衰减特性实例
7.10 FHMMC采用子模块闭锁与直接故障电流控制清除直流侧故障的性能比较
7.11 对具有直流侧故障自清除能力的MMC的推荐结论
参考文献
第8章 适用于架空线路的柔性直流输电系统
8.1 引言
8.2 跳交流侧开关清除直流侧故障的原理和特性
8.2.1 交流侧开关跳开后故障电流的变化特性分析
8.2.2 仿真验证
8.3 LCC-二极管-MMC混合型直流输电系统运行原理
8.3.1 拓扑结构与运行原理
8.3.2 交流侧和直流侧故障特性分析
8.4 LCC-FHMMC混合型直流输电系统运行原理
8.4.1 LCC-FHMMC混合系统中对FHMMC的控制要求
8.4.2 送端交流电网故障时FHMMC的控制策略
8.4.3 受端交流电网故障时FHMMC的控制策略
8.4.4 LCC-FHMMC混合型直流输电系统中FHMMC的总体控制策略
8.4.5 测试系统仿真验证
8.5 LCC-MMC串联混合型直流输电系统
8.5.1 拓扑结构
8.5.2 基本控制策略
8.5.3 针对整流侧交流系统故障的控制策略
8.5.4 针对逆变侧交流系统故障的控制策略
8.5.5 针对直流侧故障的控制策略
8.5.6 交流侧和直流侧故障特性仿真分析
参考文献
第9章 适用于大规模新能源基地送出的柔性直流输电系统
9.1 引言
9.2 直流输电应用于输送大规模新能源时的技术要求
9.2.1 锁相同步型与功率同步型新能源基地的不同特性
9.2.2 直流输电应用于输送大规模新能源时必须考虑的技术因素
9.3 LCC-MMC串联混合型直流输电系统结构及其控制策略
9.3.1 LCC-MMC串联混合型直流输电系统基本控制策略
9.3.2 对送端新能源基地电压构造能力的仿真验证
9.3.3 送端新能源基地交流电网故障时的系统稳定性仿真验证
9.3.4 受端交流电网故障时的系统稳定性仿真验证
9.3.5 架空线路故障清除技术仿真验证
9.3.6 LCC-MMC串联混合型直流输电系统送端电网启动策略仿真验证
9.4 LCC-MMC加D-MMC混合型直流输电系统结构及其控制策略
9.4.1 LCC-MMC加D-MMC混合系统基本控制策略
9.4.2 LCC-MMC加D-MMC混合型直流输电系统特性的仿真验证
9.5 LCC-MMC加FHMMC混合型直流输电系统结构及其控制策略
9.5.1 LCC-MMC加FHMMC混合系统基本控制策略
9.5.2 LCC-MMC加FHMMC混合型直流输电系统运行特性分析
9.6 适用于大规模新能源基地送出的3种混合型直流输电拓扑比较
参考文献
第10章 海上风电送出的典型方案与MMC的应用
10.1 引言
10.2 工频锁相同步型风电机组海上风电场交流送出方案
10.3 低频锁相同步型风电机组海上风电场低频交流送出方案
10.4 工频锁相同步型风电机组海上风电场全MMC直流送出方案
10.5 工频锁相同步型风电机组海上风电场DRU并联辅助MMC直流送出方案
10.6 工频锁相同步型风电机组海上风电场DRU串联辅助MMC直流送出方案
10.7 中频锁相同步型风电机组海上风电场全MMC直流送出方案
10.8 低频无功功率同步型风电机组海上风电场低频交流送出方案
10.9 中频无功功率同步型风电机组海上风电场全DRU整流直流送出方案
10.10 直流端口型风电机组并联后经直流变压器升压的海上风电场直流送出方案
10.11 直流端口型风电机组相互串联升压的海上风电场直流送出方案
10.12 典型方案的技术特点汇总
10.13 工频锁相同步型风电机组海上风电场全MMC直流送出方案仿真测试
10.14 工频锁相同步型风电机组海上风电场DRU并联辅助MMC直流送出方案仿真测试
10.14.1 风速波动时的响应特性
10.14.2 海上交流系统短路故障时的响应特性
10.14.3 陆上交流电网短路故障时的响应特性
10.15 中频无功功率同步型风电机组海上风电场全DRU整流直流送出方案仿真测试
10.15.1 风速阶跃仿真结果
10.15.2 海上交流系统故障仿真结果
参考文献
第11章 MMC直流电网的控制原理与故障处理方法
11.1 引言
11.2 直流电网电压控制的3种基本类型
11.3 主从控制策略
11.3.1 基本原理
11.3.2 仿真验证
11.4 直流电压裕额控制策略
11.4.1 基本原理
11.4.2 直流电压裕额控制器的实现原理
11.4.3 直流电压裕额控制策略的仿真验证
11.5 直流电网的一次调压与二次调压协调控制方法
11.5.1 基本原理
11.5.2 带电压死区的电压下斜控制特性
11.5.3 带电压死区的电压下斜控制器实现方法
11.5.4 二次调压原理
11.5.5 直流电网一次调压与二次调压协调控制方法的仿真验证
11.6 直流电网的潮流分布特性及潮流控制器
11.6.1 直流电网的潮流分布特性
11.6.2 模块化多电平潮流控制器
11.7 直流电网的短路电流计算方法
11.7.1 直流电网短路电流计算的叠加原理
11.7.2 采用叠加原理计算故障电流的仿真验证
11.8 MMC直流电网的两种故障处理方法
参考文献
第12章 高压直流断路器的基本原理和实现方法
12.1 直流电网的两种构网方式与直流断路器的两种基本断流原理
12.1.1 直流电网的两种构网方式
12.1.2 直流断路器的两种基本断流原理
12.2 基于串入无穷大电阻的高压直流断路器
12.2.1 串入无穷大电阻断流法的基本原理
12.2.2 基于串入无穷大电阻原理已经得到应用的技术方案
12.2.3 基于串入无穷大电阻原理的其他技术方案
12.3 基于串入电容的高压直流断路器
12.3.1 串入电容断流法的基本原理
12.3.2 基于串入电容原理已经得到应用的技术方案
12.3.3 单支路结构串入电容型直流断路器
12.3.4 双支路结构串入电容型直流断路器
12.3.5 三支路结构串入电容型直流断路器
12.4 组合式多端口高压直流断路器
12.4.1 组合式多端口高压直流断路器结构
12.4.2 组合式多端口高压直流断路器工作原理
12.4.3 续流支路采用晶闸管阀与续流二极管阀并联的组合式多端口高压直流断路器仿真验证
12.4.4 续流支路只采用续流二极管阀的组合式多端口高压直流断路器仿真验证
12.5 典型高压直流断路器的经济性比较
12.5.1 两端口高压直流断路器的经济性比较
12.5.2 组合式多端口高压直流断路器的经济性比较
参考文献
第13章 大规模新能源基地全直流汇集与送出系统
13.1 新能源基地外送发展方式的3个阶段及其特点
13.2 新能源基地全直流汇集系统结构
13.2.1 光伏阵列及其出口Boost变换器拓扑
13.2.2 中压直流汇集系统
13.2.3 中压直流汇集系统电压选择
13.2.4 中压直流变压器方案
13.3 大规模新能源基地送出的高压与特高压直流系统
13.3.1 模块化多电平高压直流变压器
13.3.2 特高压直流变压器
13.4 全直流汇集与送出系统的接地方案
13.5 全直流汇集与送出系统的直流电压控制策略
13.6 大规模新能源基地全直流汇集与送出系统实例仿真
13.6.1 实例系统结构
13.6.2 光伏集群功率阶跃变化时的系统响应特性
13.6.3 受端交流系统故障时的系统响应特性
13.6.4 ±800kV特高压直流线路单极短路故障时的系统响应特性
13.6.5 ±250kV高压直流线路单极短路故障时的系统响应特性
参考文献
第14章 基于MMC的全能型静止同步机原理与应用
14.1 全能型静止同步机的典型结构与基本特性
14.2 仅交流侧并网的全能型静止同步机实现原理
14.2.1 基于目标同步机的VSSM实现原理
14.2.2 VSSM原理与性能的仿真测试
14.3 接入直流电网的全能型静止同步机的控制原理与性能
14.3.1 接入直流电网的VSSM的控制策略
14.3.2 接入直流电网的VSSM的双侧故障隔离功能
14.3.3 实现双侧故障隔离VSSM主体控制策略
14.3.4 储能装置的典型结构和技术要求
14.3.5 储能装置控制器设计
14.3.6 VSSM在交直流侧故障时的双侧故障隔离实例
参考文献
第15章 MMC直流换流站的绝缘配合设计
15.1 引言
15.2 金属氧化物避雷器的特性
15.3 MMC换流站避雷器的布置
15.4 金属氧化物避雷器的参数选择
15.5 两端MMC-HVDC换流站保护水平与绝缘水平的确定
15.5.1 一般性原则
15.5.2 实例系统展示
15.5.3 避雷器的电压特性
15.5.4 需要考虑的各种故障
15.5.5 避雷器的参数选择
15.5.6 避雷器的保护水平、配合电流、能量以及设备绝缘水平的确定
15.5.7 相关结论
15.6 多端MMC-HVDC系统共用接地点技术
15.6.1 仿真算例系统参数
15.6.2 共用接地点需考虑的因素
15.6.3 仿真结果及分析
15.7 多端MMC-HVDC系统过电压的研究
15.7.1 仿真算例系统参数
15.7.2 过电压计算考虑的因素
15.7.3 仿真结果及分析
参考文献
第16章 基于M3C的低频输电系统
16.1 低频输电的原理和适用场景
16.2 M3C的数学模型
16.2.1 M3C标准结构和变量命名
16.2.2 M3C的基本数学模型推导
16.3 M3C的等效电路
16.4 M3C的稳态特性分析
16.4.1 M3C桥臂电流与输入侧和输出侧电流之间的关系
16.4.2 M3C子模块电容电流与电容电压的集合平均值
16.5 M3C的主回路参数设计
16.5.1 M3C桥臂子模块数N的确定
16.5.2 子模块电容值的确定方法
16.5.3 桥臂电抗器参数设计
16.5.4 M3C的主回路参数设计实例
16.5.5 M3C低频侧频率选择对子模块电容值的影响
16.6 M3C的控制器设计
16.6.1 M3C控制器设计的总体思路
16.6.2 输入侧控制器设计
16.6.3 输出侧控制器设计
16.6.4 环流抑制控制器设计
16.6.5 桥臂电压指令值的计算
16.7 基于最近电平逼近调制的桥臂控制与子模块电压平衡策略
16.8 海上风电低频送出测试系统仿真结果
16.8.1 额定工况下M3C子模块电容电压与开关频率
16.8.2 风功率变化时的仿真结果
16.8.3 海上风电场故障时的仿真结果
参考文献
第17章 基于MMC的统一潮流控制器(UPFC)
17.1 UPFC的基本原理
17.2 基于MMC的UPFC的控制器设计
17.2.1 UPFC并联侧MMC的控制器设计
17.2.2 UPFC串联侧MMC的控制器设计
17.3 基于MMC的UPFC的容量和电压等级确定方法
17.3.1 基于MMC的UPFC的容量确定方法
17.3.2 基于MMC的UPFC的电压等级确定方法
17.4 基于MMC的UPFC的实例仿真
参考文献
第18章 子模块级联型静止同步补偿器
18.1 子模块级联型静止同步补偿器的接线方式
18.2 星形接线STATCOM的数学模型
18.3 交流电网平衡时星形接线STATCOM的控制器设计
18.3.1 内环电流控制器设计
18.3.2 外环子模块电容电压恒定控制器设计
18.3.3 外环无功类控制器设计
18.4 交流电网电压不平衡和畸变条件下星形接线STATCOM的控制器设计
18.5 星形接线STATCOM同时实现无功补偿和有源滤波的控制器设计
18.6 星形接线STATCOM应用于SCCC的实例仿真
18.6.1 无功补偿性能
18.6.2 交流滤波性能
18.6.3 暂态性能
18.7 三角形接线STATCOM的数学模型
18.8 交流电网平衡时三角形接线STATCOM的控制器设计
18.8.1 差模内环电流控制器设计
18.8.2 差模外环子模块电容电压恒定控制器设计
18.8.3 差模外环无功类控制器设计
18.8.4 差模内环控制器电流指令值的转换
18.8.5 共模内环电流控制器设计
18.8.6 内环电流控制器的最终控制量计算
18.9 交流电网电压不平衡和畸变条件下三角形接线STATCOM的控制器设计
18.10 STATCOM选择星形接线与三角形接线所考虑的因素
参考文献
第19章 模块化多电平换流器的电磁暂态快速仿真方法
19.1 问题的提出
19.2 电磁暂态仿真的实现途径和离散化伴随模型
19.3 基于分块交接变量方程法的MMC快速仿真方法总体思路
19.4 子模块戴维南等效快速仿真方法
19.4.1 IGBT可控时桥臂的戴维南等效模型
19.4.2 IGBT闭锁时桥臂的戴维南等效模型
19.4.3 全状态桥臂等效模型
19.4.4 子模块戴维南等效快速仿真方法测试
19.5 桥臂戴维南等效快速仿真方法
19.5.1 IGBT可控时桥臂戴维南等效模型的推导
19.5.2 IGBT闭锁时桥臂戴维南等效模型的推导
19.5.3 全状态MMC桥臂等效模型
19.5.4 桥臂戴维南等效快速仿真方法测试
19.6 几种常用仿真方法的比较和适用性分析
参考文献
第20章 电力系统强度的合理定义及其计算方法
20.1 问题的提出
20.2 电力系统强度的定义
20.3 非同步机电源的分类和外部特性描述
20.4 非同步机电源的运行状态及其外特性等效电路
20.4.1 正常态工况下非同步机电源的外特性等效电路
20.4.2 故障态工况下非同步机电源的外特性等效电路
20.5 描述电力系统任意点电压支撑强度的短路比指标与电压刚度指标
20.5.1 经典短路比指标的两种表达形式
20.5.2 电压刚度指标的定义
20.5.3 阻抗短路比指标与电压刚度指标的比较
20.6 电网中任意节点电压刚度与阻抗短路比的计算
20.6.1 电网中任意节点戴维南等效阻抗的计算原理
20.6.2 电压刚度与阻抗短路比计算实例
20.6.3 电压刚度与阻抗短路比计算实例
20.6.4 电压刚度与阻抗短路比计算实例
20.7 影响电压刚度和阻抗短路比的决定性因素
20.8 新型电力系统背景下容量短路比与阻抗短路比的适用性分析
20.9 提升电压支撑强度的控制器改造方法
20.10 基于电压支撑强度不变的新能源基地电网等效简化方法
20.11 多馈入电压刚度与多馈入阻抗短路比的定义和性质
20.11.1 多馈入电压刚度与多馈入阻抗短路比的定义
20.11.2 多馈入电压刚度与多馈入阻抗短路比的应用
20.11.3 新型电力系统背景下多馈入有效短路比的适用性分析
20.12 新型电力系统背景下频率支撑强度的定义与计算方法
20.12.1 非同步机电源的惯量与一次调频实现方式
20.12.2 非同步机电源惯量支撑强度的定义和计算方法
20.12.3 非同步机电源一次调频能力的定义和计算方法