高壓直流輸電原理與運行

電力電子新技術(shù)系列圖書序言

前言

第1章 緒論

1.1 高壓直流輸電的構(gòu)成

1.1.1 高壓直流輸電的概念

1.1.2 高壓直流輸電的分類

1.1.3 直流系統(tǒng)的構(gòu)成

1.2 高壓直流輸電的特點及適用場合

1.3 高壓直流輸電的歷史與國外的現(xiàn)狀

1.4 高壓直流輸電在我國的發(fā)展

1.5 直流輸電技術(shù)新發(fā)展

1.5.1 器件換相直流輸電

1.5.2 強迫換相換流器

1.5.3 特高壓直流輸電

第2章 高壓直流輸電系統(tǒng)的主要設備

2.1 換流裝置

2.1.1 器件

2.1.2 換流閥

2.1.3 換流單元接線方式

2.2 換流變壓器

2.2.1 功能與特點

2.2.2 換流變壓器型式

2.2.3 換流變壓器接入閥廳的方式

2.3 平波電抗器

2.3.1 功能

2.3.2 平波電抗器型式

2.4 無功補償裝置

2.5 濾波器

2.5.1 濾波器類型

2.5.2 交流濾波器

2.5.3 直流濾波器

2.6 直流輸電線路

2.6.1 直流輸電架空線路

2.6.2 直流輸電電纜線路

2.6.3 直流接地極引線

2.7 接地極

2.7.1 接地極地電流對環(huán)境的影響

2.7.2 接地極運行特性

2.7.3 對極址的要求

2.7.4 接地極材料

2.7.5 接地極設計

第3章 換流器工作原理

3.1 單橋整流器工作原理

3.1.1 正常運行方式——工況2-3

3.1.2 非正常運行方式——工況3

3.1.3 故障運行方式——工況3-4

3.1.4 單橋整流器外特性

3.2 雙橋整流器工作原理

3.2.1 正常運行方式——工況4-5

3.2.2 橋間相互影響

3.2.3 相關計算公式

3.3 單橋逆變器工作原理

3.3.1 正常運行方式——工況2-3

3.3.2 故障運行方式——工況3-4

3.3.3 單橋逆變器外特性

3.4 雙橋逆變器工作原理

3.4.1 雙橋逆變器實現(xiàn)逆變的條件

3.4.2 雙橋逆變器可能發(fā)生換相失敗

3.4.3 雙橋逆變器整流電壓平均值

第4章 高壓直流輸電的諧波抑制與無功補償

4.1 高壓直流輸電諧波的基本問題

4.1.1 諧波的危害

4.1.2 諧波的基本概念

4.2 特征諧波

4.2.1 換流器交流側(cè)的特征諧波

4.2.2 換流器直流側(cè)的特征諧波

4.3 非特征諧波

4.3.1 換流器交流側(cè)的非特征諧波

4.3.2 換流器直流側(cè)的非特征諧波

4.4 諧波抑制及抑制設備

4.4.1 增加脈動數(shù)抑制諧波

4.4.2 安裝濾波器抑制諧波

4.4.3 諧波抑制設備

4.5 交流濾波器設計

4.6 直流濾波器設計

4.6.1 直流濾波器常規(guī)設計

4.6.2 直流有源濾波器

4.7 高壓直流輸電的無功補償和功率因數(shù)

4.7.1 電網(wǎng)換相換流器無功特性

4.7.2 無功功率消耗計算工程方法

4.7.3 容性無功補償設備容量確定

4.7.4 感性無功補償設備容量確定

4.7.5 功率因數(shù)

4.7.6 無功分組容量確定

4.8 無功補償設備

4.9 無功控制

4.9.1 分段凋節(jié)無功補償設備控制

4.9.2 連續(xù)調(diào)節(jié)無功補償設備控制

4.9.3 換流器參與無功電壓控制

第5章 電網(wǎng)換相直流輸電的控制與保護

5.1 基本控制方式

5.1.1 控制原理

5.1.2 相位控制方式

5.1.3 換流器控制方式

5.1.4 整流器、逆變器的協(xié)調(diào)

5.1.5 控制保護用互感器

5.2 保護方式

5.2.1 故障的分類與保護動作

5.2.2 換流站內(nèi)的故障與保護示例

5.2.3 直流線路的故障與保護示例

5.2.4 交流側(cè)的故障與保護示例

第6章 電網(wǎng)換相直流輸電的運行特性與系統(tǒng)控制

6.1 電網(wǎng)換相直流輸電的運行特性

6.1.1 系統(tǒng)故障時的運行特性

6.1.2 交流電壓穩(wěn)定性

6.1.3 高次諧波穩(wěn)定性

6.1.4 軸系扭振現(xiàn)象

6.2 直流輸電在交流系統(tǒng)控制中的應用

6.2.1 系統(tǒng)頻率控制

6.2.2 交流電壓、無功控制

6.2.3 系統(tǒng)穩(wěn)定控制

6.3 多端直流輸電的控制保護方式

6.3.1 控制保護方式

6.3.2 系統(tǒng)故障時的運行特性

6.3.3 起?？刂?

6.3.4 潮流反轉(zhuǎn)

第7章 器件換相直流輸電技術(shù)

7.1 全控型功率器件發(fā)展概況

7.1.1 全控型功率器件的發(fā)展與應用概況

7.1.2 器件換相直流輸電采用的典型全控型功率器件

7.2 器件換相直流輸電換流裝置工作原理

7.2.1 換流器

7.2.2 電壓源型換流器的工作原理和基本特點

7.2.3 接入系統(tǒng)時的有功、無功功率特性

7.2.4 換流器各部分電壓、電流波形

7.2.5 發(fā)展趨勢與開發(fā)現(xiàn)狀

7.3 器件換相直流輸電的控制與保護方式

7.3.1 只采用器件換相換流器的換相直流輸電

7.3.2 器件、電網(wǎng)換相換流器混合型直流輸電

7.3.3 混合型器件換相直流輸電示例

7.4 器件換相直流輸電的應用示例

7.4.1 電壓源型器件換相直流輸電系統(tǒng)的應用范圍

7.4.2 VSC-HVDC系統(tǒng)工程實例

第8章 常規(guī)高壓直流輸電的新技術(shù)及新發(fā)展

8.1 強迫換相換流器

8.1.1 電容換相換流器

8.1.2 可控串聯(lián)電容換流器

8.1.3 強迫換相換流器特點

8.2 特高壓直流輸電

8.2.1 概述

8.2.2 特高壓直流輸電的特點

8.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

8.2.4 特高壓直流輸電的運行方式

8.3 光觸發(fā)晶閘管

參考文獻

電力電子新技術(shù)系列圖書目錄

已出版相關工具書目錄

電力電子技術(shù)誕生近半個世紀以來，使電氣工程、電子技術(shù)、自動化技術(shù)等領域發(fā)生了深刻的變化，同時也給人們的生活帶來了巨大的影響。

目前，電力電子技術(shù)仍以迅猛的速度發(fā)展著，新的電力電子器件層出不窮，新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，其應用范圍也不斷擴展。不論在全世界還是在我國，電力電子技術(shù)都已造就了一個很大的產(chǎn)業(yè)群，如果再考慮到與電力電子技術(shù)相關的上游產(chǎn)業(yè)和下游產(chǎn)業(yè)，這個產(chǎn)業(yè)群就更加龐大了。與之相應，在電力電子技術(shù)領域工作的工程技術(shù)和科研人員的數(shù)量也相當龐大，且與日俱增。因此，組織出版有關電力電子新技術(shù)及其應用的系列書籍，以供廣大從事電力電子技術(shù)的工程師和高等學校教師和研究生在工程實踐中使用和參考，成為眼下的迫切需要。

在20世紀80年代，電力電子學會曾和機械工業(yè)出版社合作，出版過一套電力電子技術(shù)叢書，那套叢書對推動電力電子技術(shù)的發(fā)展起過積極的作用。最近，電力電子學會經(jīng)過認真考慮，認為有必要以“電力電子新技術(shù)系列圖書”的名義出版一系列著作。為此，成立了專門的編輯委員會，負責確定書目、組稿和審稿工作，向機械工業(yè)出版社推薦，仍由機械工業(yè)出版社出版。2100433B

高壓直流輸電是電力電子技術(shù)應用最為重要、最為傳統(tǒng)，也是發(fā)展最為活躍的領域之一。本書在論述了直流輸電基本概念、構(gòu)成、發(fā)展及主要設備的基礎上，討論了直流輸電的基本工作原理、諧波與無功問題、直流輸電的控制與保護、直流輸電與交流系統(tǒng)的相互作用及對交流系統(tǒng)的控制作用，論述了包括器件換相直流輸電技術(shù)和特高壓直流輸電技術(shù)等直流輸電技術(shù)的新進展。

本書在論述直流輸電基本概念、分類、構(gòu)成、發(fā)展及主要設備的基礎上，針對電網(wǎng)換相直流輸電，討論了其基本工作原理，諧波與無功問題，直流輸電的控制與保護，直流輸電與交流系統(tǒng)的相互作用及對交流系統(tǒng)的控制作用。介紹了特高壓直流輸電等電網(wǎng)換相直流輸電的新發(fā)展。在論述了器件換相直流輸電技術(shù)和基本原理的基礎上，探討了多端直流輸電及直流電網(wǎng)發(fā)展相關的基本問題。本書在內(nèi)容定位上突出：①把直流輸電的基本原理與運行控制相結(jié)合，在介紹直流輸電功率變換特性的同時，完整描述直流輸電與交流系統(tǒng)相互作用的基本問題；②作為電力電子新技術(shù)系列圖書之一，強調(diào)電力電子技術(shù)在大容量電能傳送中的作用，強調(diào)直流輸電技術(shù)及其發(fā)展相應的器件、電路及系統(tǒng)的特點；③注重直流輸電技術(shù)的新發(fā)展，全面論述特高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展與應用，指出了特高壓直流輸電技術(shù)面臨的問題及其解決方案，系統(tǒng)討論了基于全控器件的高壓直流輸電技術(shù)的原理、工程應用及發(fā)展趨勢。

高壓直流輸電是電力電子技術(shù)應用為重要、為傳統(tǒng)，也是發(fā)展為活躍的領域之一。本書在論述了直流輸電基本概念、構(gòu)成、發(fā)展及主要設備的基礎上，討論了直流輸電的基本工作原理、諧波與無功問題、直流輸電的控制與保護、直流輸電與交流系統(tǒng)的相互作用及對交流系統(tǒng)的控制作用，論述了包括器件換相直流輸電技術(shù)和特高壓直流輸電技術(shù)等直流輸電技術(shù)的新進展。 本書的目的在于強調(diào)電力電子技術(shù)應用領域中高壓直流輸電的重要作用，可作為站在電力電子技術(shù)角度探討其在電力系統(tǒng)中的應用或站在電力系統(tǒng)角度探討電力電子技術(shù)的作用等相關領域的學習、研究及工程應用的參考書。

韓民曉，教授，博導,柔性電力技術(shù)研究所所長。全國電壓電流和頻率專業(yè)標準化技術(shù)委員會委員，中電聯(lián)直流配電系統(tǒng)標準化技術(shù)委員會副主任委員，北京電工技術(shù)學會理事，IEEE高級會員。研究領域為電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用。承擔過國家自然科學基金、國家科技重點研發(fā)項目及電網(wǎng)公司重大專項等重要項目。完成了國際能源基金、國際合作專項等國際合作項目。與包括英國、日本、加拿大、丹麥在內(nèi)的多個國家開展學術(shù)交流和項目合作。先后發(fā)表論文120多篇，完成專著5部，獲得中國電力科學技術(shù)獎等省部級獎勵4項。