本书根据电压源换流器可以同时独立地对有功功率和无功功率控制的特点，首先提出将背靠背电压源换流器型高压直流输电应用于交流电网同期并列的新方法，研究装置并网的运行机理、保护配置及控制策略，以及在完成并网操作退出后，转换为统一潮流控制器、静止同步补偿器、静止同步串联补偿器的原理与电路实现方法；实现电网间同期并列与联络线输送功率的联合控制策略。其次根据统一潮流控制器和静止同步串联补偿器的特点，实现线路融冰。最后介绍研制的复合系统的实验装置及其管理系统。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 电网间同期并列研究现状 1
1.2 VSC-HVDC的发展和应用现状 3
1.3 VSC-HVDC的控制策略研究现状 5
参考文献 6
第2章 基于功率传递的电网间同期并列原理 8
2.1 电网调频与调压 8
2.1.1 电网间同期并列的条件 8
2.1.2 调频原理 9
2.1.3 调压原理 9
2.1.4 相角差控制原理 10
2.2 基于背靠背VSC-HVDC同期并列原理 11
2.2.1 VSC-HVDC的特性 11
2.2.2 背靠背VSC-HVDC用于同期并网 11
2.2.3 背靠背VSC-HVDC用于并网的工作原理 13
2.3 并网装置的传递功率计算 15
2.3.1 传递功率的流向控制 15
2.3.2 并网装置功率传递值计算 19
参考文献 20
第3章 基于背靠背VSC-HVDC并网系统的控制策略 21
3.1 并网系统的模型分析 21
3.1.1 三相电压平衡时的并网模型 21
3.1.2 三相电压不平衡时的并网模型 25
3.2 并网系统的控制策略 27
3.2.1 换流器的启动 28
3.2.2 所需功率计算 29
3.2.3 两侧换流器的控制策略 29
3.2.4 并列点断路器合闸控制 30
3.3 双闭环控制策略 30
3.3.1 内环电流控制器 31
3.3.2 外环功率控制器 33
3.4 基于背靠背VSC-HVDC并网的仿真验证 38
3.4.1 差频并网仿真 38
3.4.2 同频环网并列仿真 41
参考文献 42
第4章 并网换流器的不平衡控制策略 43
4.1 对称分量的实时检测 43
4.2 交流电压不平衡时的控制策略 46
4.2.1 正负序双回路双闭环不平衡控制策略 47
4.2.2 基于负序电压补偿的不平衡控制策略 48
4.3 仿真验证 50
参考文献 54
第5章 并网系统的联络线功率波动 55
5.1 并网过程中联络线的功率波动 55
5.1.1 功率传递时联络线的功率波动 56
5.1.2 并网合闸瞬间联络线的功率波动 57
5.2 联络线功率波动的仿真分析 58
参考文献 62
第6章 并网系统的保护配置 64
6.1 故障时并网系统的运行特性 65
6.1.1 谐波传递特性分析 65
6.1.2 谐波传递特性仿真分析 67
6.2 并网系统保护配置的特点 76
6.2.1 并网装置的特点 76
6.2.2 并网系统的保护配置 76
6.2.3 保护配置仿真分析 80
6.3 并网系统的保护策略 83
6.3.1 并网系统保护策略的设计原则 84
6.3.2 并网保护动作的执行方式 84
参考文献 85
第7章 并网装置实现复合功能转换电路及控制策略 86
7.1 并网装置实现复合功能的转换电路 86
7.2 复合系统的控制策略 89
7.3 并网装置转换为STATCOM的控制策略及仿真 95
7.3.1 STATCOM装置的控制策略 95
7.3.2 STATCOM的多目标控制 96
7.3.3 STATCOM逆系统PI控制 100
7.3.4 STATCOM装置功能仿真验证 109
7.4 并网装置转换为SSSC的控制策略及仿真 111
7.4.1 SSSC调节联络线传输功率的能力 111
7.4.2 并网后转换为SSSC装置的控制策略 114
7.4.3 基于背靠背VSC-HVDC的同期并网系统转为SSSC的仿真 115
参考文献 119
第8章 基于背靠背VSC-HVDC电网间同期并列装置实现UPFC的控制策略 120
8.1 并网装置转换为UPFC后的潮流控制分析 120
8.1.1 UPFC的电路拓扑结构 120
8.1.2 系统各支路电压、电流关系 121
8.1.3 UPFC系统内部功率流动分析 122
8.2 仿真分析 125
参考文献 132
第9章 基于功率传递的并网装置在输电线路融冰中的应用研究 133
9.1 输电线路覆冰的危害及防治措施 133
9.2 自动融冰模式的控制策略及实现 134
9.2.1 并网装置转变为UPFC进行线路融冰 134
9.2.2 并网装置转变为SSSC进行线路融冰 140
参考文献 146
第10章 基于功率传递的并网装置容量计算 147
10.1 背靠背VSC-HVDC并网装置容量及参数计算 147
10.1.1 换流电抗器的参数计算 147
10.1.2 VSC直流侧电容参数设计 150
10.1.3 换流变压器 153
10.1.4 系统传递有功功率与无功功率最大值计算 153
10.2 UPFC容量的确定 154
10.2.1 UPFC串联侧VSC的容量 154
10.2.2 UPFC并联侧VSC的容量 154
10.2.3 UPFC装置运行约束值的确定 155
10.2.4 耦合变压器的容量 155
10.2.5 直流电容的容量 155
10.2.6 电感的选取 156
10.3 STATCOM主电路参数的选取 157
10.3.1 等值电阻的取值 157
10.3.2 等值电抗的取值 158
10.3.3 直流侧电容的取值 158
10.4 仿真验证 158
参考文献 162
第11章 基于背靠背VSC-HVDC同期并网复合实验装置的设计与实现 164
11.1 实验装置的设计与实现 164
11.1.1 实验装置的主电路设计与实现 164
11.1.2 实验装置的控制电路设计 169
11.1.3 实验装置的控制及算法实现 173
11.1.4 样机实验 176
11.2 管理系统的设计与实现 181
11.2.1 并网管理系统的整体设计 181
11.2.2 系统的开发与实现 183
参考文献 197
京公网安备 11010102004214号