柔性直流输电系统（第2版）

第2版前言

第1版前言

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本书所用的主要物理元件和物理位置名字

第1章柔性直流输电系统的特点和应用

1.1柔性直流输电的定义

1.2电压源换流器的基本特性

1.3柔性直流输电系统的基本特点

1.4柔性直流输电应用于点对点输电

1.5柔性直流输电应用于背靠背联网

1.6柔性直流输电应用于构建直流电网

参考文献

第2章MMC基本单元的工作原理

2.1MMC基本单元的拓扑结构

2.2MMC的工作原理

2.3MMC的调制方式

2.4MMC的完整解析数学模型及其稳态特性

2.5MMC的基波等效电路与电压调制比的定义

2.6MMC输出交流电压的谐波特性及其影响因素

2.7MMC的阻抗频率特性

2.8MMC换流站稳态运行范围研究

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

3.3MMC控制频率的选择原则

3.4联接变压器参数的确定方法

3.5子模块电容参数的确定方法

3.6子模块功率器件稳态参数的确定方法

3.7桥臂电抗器参数的确定方法

3.8平波电抗值的选择原则

3.9MMC阀损耗的组成及评估方法概述

3.10基于分段解析公式的MMC阀损耗计算方法

第4章MMC柔性直流输电系统的控制和保护策略

4.1柔性直流输电系统控制策略简介

4.2同步旋转坐标系下MMC的数学模型

4.3交流电网平衡时的MMC控制器设计

4.4交流电网电压不平衡和畸变条件下MMC的控制器设计

4.5向无源网络供电时的MMC控制器设计

4.6功率同步控制原理

4.7直接电流控制与功率同步控制的比较

4.8子模块电容电压平衡控制

4.9MMC动态冗余与容错运行控制策略

4.10MMCHVDC系统的保护

参考文献

第5章MMCHVDC系统的启停控制

5.1MMC的预充电控制策略概述

5.2MMC不控充电特性分析

5.3MMC可控充电实现途径

5.4MMC启动过程仿真验证

5.5MMCHVDC系统停运控制

参考文献

第6章基于组合式换流器的柔性直流系统主接线及其运行特性

6.1常规MMC容量提升手段的限制与组合式换流器的组合方式

6.2柔性直流输电系统的主接线方式

6.3基本单元串联构成一极时的运行特性

6.4基本单元并联构成一极时的运行特性

参考文献

第7章柔性直流输电网的控制与故障保护

7.1引言

7.2柔性直流输电网的系统级控制原理

7.3柔性直流输电网的潮流分布特性及潮流控制器

7.4柔性直流输电网的短路电流计算方法与直流断路器的性能要求

7.5无直流断路器的柔性直流电网故障处理方法及对交流电网的影响

7.6采用混合型直流断路器的柔性直流电网故障处理方法

7.7采用组合式直流断路器的柔性直流电网故障处理方法

7.8 3种柔性直流电网故障处理方法的投资与运行成本比较

参考文献

第8章单向点对点柔性直流输电系统

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

8.3LCC二极管MMC混合型直流输电系统运行原理

8.4LCCCMMC混合型直流输电系统运行原理

8.5LCCMMC串联混合型直流输电系统

参考文献

第9章三极直流输电系统与三线双极直流输电系统

9.1问题的提出

9.2三极直流输电系统拓扑结构和性能分析

9.3基于MMC的三极直流系统

9.4三线双极直流输电系统拓扑结构和性能分析

9.5三线双极直流输电系统控制策略

9.6三线双极直流输电系统仿真验证

参考文献

第10章柔性直流输电应用于海上风电场接入电网

10.1引言

10.2海上风电场群采用柔性直流输电接入电网的一般性结构

10.3风电机组概述

10.4风力机模型

10.5全功率换流器型风电机组模型

10.6双馈风电机组模型

10.7海上风电采用MMC柔性直流送出控制策略

10.8海上风电采用混合型直流输电系统送出的控制策略

10.9提高电力系统惯性水平的协调控制策略

参考文献

第11章柔性直流输电系统的电磁暂态快速仿真方法

11.1问题的提出

11.2电磁暂态仿真的实现途径和离散化伴随模型

11.3基于分块交接变量方程法的MMC快速仿真

11.4MMC电磁暂态快速仿真相关测试

参考文献

第12章柔性直流输电系统的机电暂态仿真方法

12.1问题的提出

12.2机电暂态仿真中柔性直流系统的一般性表示

12.3包含柔性直流电网的交直流系统潮流计算方法

12.4包含柔性直流电网的交直流系统机电暂态仿真总体思路

12.5包含柔性直流电网的交直流系统机电暂态仿真测试

12.6南方电网规划网架实际算例

参考文献

第13章柔性直流换流站的绝缘配合设计

13.1引言

13.2金属氧化物避雷器的特性

13.3MMC换流站避雷器的布置

13.4金属氧化物避雷器的参数选择

13.5两端MMCHVDC换流站保护水平与绝缘水平的确定

13.6多端柔性直流输电系统共用接地点技术

13.7多端MMCHVDC系统过电压的研究

参考文献

第14章模块化多电平换流阀的设计

14.1引言

14.2换流阀的宽频等效模型

14.3换流阀的杂散参数提取方法概述

参考文献

附录

附录A研究柔性直流输电系统的几种工具

A.1柔性直流输电基本设计软件ZJUMMCDP

A.2柔性直流输电电磁暂态仿真平台ZJUMMCEMTP

A.3柔性直流输电机电暂态仿真模型ZJUMMCTM

A.4典型风电机组电磁暂态仿真模型Z

《柔性直流输电系统（第2版）》系统讲述了柔性直流输电的理论和应用。内容包括柔性直流输电系统的特点和应用，模块化多电平换流器（MMC）的工作原理、主电路参数选择与损耗计算，两端柔性直流输电系统与多端柔性直流输电网的控制和故障保护策略，单向点对点柔性直流输电系统，交流线路改造成直流线路的拓扑结构及特性研究，柔性直流输电应用于海上风电场接入电网，柔性直流输电系统的电磁暂态仿真方法和机电暂态仿真方法，柔性直流输电换流站的绝缘配合设计，MMC阀的设计等。《柔性直流输电系统（第2版）》适合于从事柔性直流输电技术研究、开发、应用的技术人员和电力系统科研、规划、设计、运行的工程师，以及高等学校电力系统专业的教师和研究生阅读。

2017年12月29日，《柔性直流输电系统成套设计规范》发布。

2018年7月1日，《柔性直流输电系统成套设计规范》实施。

《柔性直流输电系统》适合于从事柔性直流输电技术研究、开发、应用的技术人员和电力系统科研、规划、设计、运行的工程师，以及高等学校电力系统专业的教师和研究生阅读。

前言

本书所用的首字母缩略词汇总

本书所用的机构缩略词汇总

第1章柔性直流输电系统的基本拓扑结构1

1.1柔性直流输电的定义1

1.2电压源换流器的基本特性1

1.2.1三种常用电压源换流器的结构1

1.2.2三种常用电压源换流器的特点4

1.2.3电压源换流器的基本特性6

1.3柔性直流输电系统的基本特点7

1.4柔性直流输电系统的主接线方式10

1.4.1由VSC或MMC基本单元构成的双极系统主接线伪双极系统接线11

1.4.2由VSC或MMC基本单元串并联构成的组合式换流器13

1.4.3由组合式换流器构成的双极系统主接线14

1.5基于箝位双子模块的C—MMC—HVDC双极系统主接线15

1.6由LCC与C—MMC构成的混合式HVDC双极系统主接线17

1.7由LCC加二极管阀加MMC构成的混合式HVDC双极系统主接线18

1.8应用柔性直流输电技术解决我国未来电网发展中的重大问题19

参考文献24

第2章MMC基本单元的工作原理27

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的运行特性

2.4 MMC的调制方式

2.4.1调制问题的产生

2.4.2调制方式的比较和选择

2.4.3 MMC中的最近电平逼近调制

2.4.4 NLM谐波性能分析

2.4.5适用于MMC的改进载波相移调制方式

2.5 MMC的损耗分析

2.5.1 IGBT功率损耗的组成

2.5.2 IGBT通态损耗

2.5.3 IGBT开通损耗

2.5.4 IGBT关断损耗

2.5.5算例分析

参考文献

……

第3章MMC基本单元的主电路参数选择53

第4章MMC基本单元的控制和保护策略72

第5章MMC—HVDC系统的环流抑制和启动控制92

第6章极由MMC基本单元串并联构成时的运行特性111

第7章多端柔性直流输电的运行特性128

第8章柔性直流换流站的绝缘配合设计142

第9章模块化多电平换流器阀的设计164

第10章适用于架空线路的柔性直流输电系统173

第11章适用于架空线路的混合型柔性直流输电系统232

第12章柔性直流输电应用于海上风电场接入电网248

第13章柔性直流输电系统的电磁暂态快速仿真方法273

第14章柔性直流输电系统的机电暂态仿真方法291

附录已投运的MMC—HVDC工程介绍321

附录A美国TransBayCable工程介绍321

附录B上海南汇风电场柔性直流输电工程介绍322

参考文献324