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柔性直流输电换流器的分析与设计

作者: 宋强著 , 饶宏著

出版社: 清华大学出版社

出版时间: 2015-02

版次: 1

ISBN: 9787302389590

定价: 49.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 170页

字数: 253千字

正文语种: 简体中文

原版书名: ANALYSIS and DESIGN of the CONVERTERS in VSC-HVDC SYSTEM

分类: 工程技术

5人买过

　　《柔性直流输电换流器的分析与设计》针对柔性直流输电系统中的模块化多电平换流器，，建立起基于开关函数和关键电气量的循环耦合关系解析分析的理论体系。在此基础上，将系统深入的讨论柔性直流输电换流器的主回路分析方法和参数设计方法，包括关键电气量解析计算、交直流谐波特性计算与分析、损耗特性计算与分析等。《柔性直流输电换流器的分析与设计》还将对MMC换流器的电平数目优化设计方法、直流短路故障特性分析、快速建模方法、电流控制和故障穿越控制方法等进行深入细致的探讨和论述。　　宋强，副教授，博士生导师。1998年毕业于清华大学电机系获工学学士学位，2003年毕业于清华大学电机系获工学博士学位。2003年起任清华大学电机系讲师，2008年起任清华大学电机系副教授。目前主要从事研究方向为柔性交流输电技术（FACTS）、柔性直流输电技术（VSC-HVDC）、新型智能功率变换技术、电能质量分析与治理和大功率电力电子技术等方面的教学和科研工作。负责或参与完成国家科技支撑计划项目、973项目、863项目、国家自然科学基金项目、国际合作项目和横向研究项目多项。曾获得国家电网公司科技进步一等奖，中国电力科学技术二等奖等，上海市技术发明二等奖等。在IEEETransactiononPowerElectronics、IEEETransactiononPowerDelivery、IEEETransonIndustrialElectronics、《电机工程学报》、《电力系统自动化》、《电网技术等》等国内外期刊上发表过近50篇学术论文。曾任电力行业电能质量及柔性输电标准化技术委员会《配电网静止同步补偿装置（DSTATCOM）技术规范》和《链式STATCOM系列标准》起草工作组成员。前言
主要缩略语表
主要符号表

第1章绪论
1.1直流输电技术
1.2电压源输电换流器技术的发展
1.2.1两电平换流器
1.2.2三电平中点箝位换流器
1.2.3多电平换流器
1.2.4模块化多电平换流器
1.3柔性直流输电技术的工程应用
1.4本书的主要内容

第2章基于循环耦合关系的模块化多电平换流器解析分析方法
2.1模块化多电平换流器主回路基本分析方法
2.1.1模块化多电平换流器的基本结构和工作方式
2.1.2MMC的基本数学方程
2.1.3MMC的开关状态
2.1.4MMC的等效电路
2.1.5MMC的电流通路分析
2.1.6MMC的电平数目分析
2.2基于电气量循环耦合关系的解析分析方法
2.2.1子模块电气量的循环耦合关系
2.2.2平均开关状态的定义
2.3桥臂环流的初步分析计算
2.4基于循环耦合关系的主回路稳态运行特性的解析分析过程
2.5MMC的等效电路
2.6数字仿真结果的对比分析验证
2.7物理试验验证

第3章柔性直流输电换流器的交流侧谐波分析
3.1柔性输电换流器的交流谐波特性
3.2最近电平逼近（NLM）方法的特征谐波
3.2.1NLM方法谐波的解析计算方法
3.2.2NLM方法的特征谐波
3.2.3NLM方法的特征谐波分析
3.2.4NLM方法特征谐波特性的仿真验证
3.3载波移相（CPSM）方法的特征谐波
3.3.1两电平PWM的特征谐波分析
3.3.2多电平载波移相PwM的特征谐波分析
3.3.3载波移相PwM方法特征谐波分布特点
3.3.4载波移相方法特征谐波特性的仿真验证
3.4NLM方法和CPSM方法交流侧谐波特性比较分析
3.5MMC对公共耦合点的交流谐波性能影响分析

第4章柔性直流输电换流器直流侧谐波电流计算模型
4.1两电平和三电平换流器的直流侧谐波计算模型
4.1.1两电平换流器直流侧谐波计算模型
4.1.2三电平NPc换流器的直流侧谐波计算模型
4.2MMC直流线路特征谐波产生的机理
4.3MMC直流线路谐波电压源的影响因素
4.3.1开关函数中高频分量的影响
4.3.2交流谐波电流的影响
4.4等效谐波电压源的仿真计算

第5章柔性直流输电换流器损耗特性分析方法
5.1MMC损耗计算方法
5.2MMC损耗特性分析

第6章MMC桥臂子模块级联数目的优化设计方法
6.1MMC子模块数量优化设计方法
6.1.11MMC桥臂子模块数目设计原则
6.1.2MMC桥臂子模块数量优化设计方法
6.1.3仿真研究
6.2±160kV／200MW三端柔性直流工程MMC方案比较

第7章基于双向旁路晶闸管的直流线路瞬时性短路故障保护方法
7.1保护方法的基本原理
7.1.1双向旁路晶闸管结构
7.1.2直流短路故障清除原理
7.1.3自动恢复原理
7.1.4与交流侧保护的配合
7.2直流短路故障保护策略
7.3数字仿真验证

第8章二极管箝位双子模块的MMC拓扑结构
8.1二极管箝位式双子模块拓扑结构
8.2故障清除原理
8.3保护方法
8.4仿真验证

第9章柔性直流输电换流器的控制策略
9.1柔性直流输电控制系统基本结构
9.2MMC换流器级控制策略
9.2.1MMC的动态数学模型
9.2.2d／q坐标系下的解耦控制器
9.2.3三相abc坐标系下的直接电流控制
9.2.4换流器级控制功能实现
9.2.5二倍频换流器控制
9.3MMC的调制策略
9.3.1最近电平逼近调制及电容电压平衡控制
9.3.2载波移相调制及电容电压平衡控制方法

第10章多端柔性直流输电系统组网分析与控制
10.1多端柔性直流输电系统的基本方式
10.2换流站的控制模式与U-I特性
10.3VSC-MTDC的直流网络分析
10.4电压下垂比例积分控制
10.4.1控制策略
10.4.2仿真分析
10.5电压下垂比例控制
10.5.1控制策略
10.5.2仿真分析
10.6电压裕度控制
10.6.1控制策略
10.6.2仿真分析
10.7三种控制方法的比较

第11章风电场柔性直流输电接入电网的故障穿越控制
11.1典型卸荷电路拓扑
11.1.1模块化卸荷电路的参数选择与控制方法
11.1.2集中电阻式斩波卸荷电路与模块化卸荷电路工作特性对比
11.2故障穿越协调控制策略设计
11.3故障穿越控制方法仿真分析
11.3.1仿真参数
11.3.2单一故障穿越策略
11.3.3故障穿越协调控制策略
参考文献
内容简介:
　　《柔性直流输电换流器的分析与设计》针对柔性直流输电系统中的模块化多电平换流器，，建立起基于开关函数和关键电气量的循环耦合关系解析分析的理论体系。在此基础上，将系统深入的讨论柔性直流输电换流器的主回路分析方法和参数设计方法，包括关键电气量解析计算、交直流谐波特性计算与分析、损耗特性计算与分析等。《柔性直流输电换流器的分析与设计》还将对MMC换流器的电平数目优化设计方法、直流短路故障特性分析、快速建模方法、电流控制和故障穿越控制方法等进行深入细致的探讨和论述。
作者简介:
　　宋强，副教授，博士生导师。1998年毕业于清华大学电机系获工学学士学位，2003年毕业于清华大学电机系获工学博士学位。2003年起任清华大学电机系讲师，2008年起任清华大学电机系副教授。目前主要从事研究方向为柔性交流输电技术（FACTS）、柔性直流输电技术（VSC-HVDC）、新型智能功率变换技术、电能质量分析与治理和大功率电力电子技术等方面的教学和科研工作。负责或参与完成国家科技支撑计划项目、973项目、863项目、国家自然科学基金项目、国际合作项目和横向研究项目多项。曾获得国家电网公司科技进步一等奖，中国电力科学技术二等奖等，上海市技术发明二等奖等。在IEEETransactiononPowerElectronics、IEEETransactiononPowerDelivery、IEEETransonIndustrialElectronics、《电机工程学报》、《电力系统自动化》、《电网技术等》等国内外期刊上发表过近50篇学术论文。曾任电力行业电能质量及柔性输电标准化技术委员会《配电网静止同步补偿装置（DSTATCOM）技术规范》和《链式STATCOM系列标准》起草工作组成员。
目录:
前言
主要缩略语表
主要符号表

第1章绪论
1.1直流输电技术
1.2电压源输电换流器技术的发展
1.2.1两电平换流器
1.2.2三电平中点箝位换流器
1.2.3多电平换流器
1.2.4模块化多电平换流器
1.3柔性直流输电技术的工程应用
1.4本书的主要内容

第2章基于循环耦合关系的模块化多电平换流器解析分析方法
2.1模块化多电平换流器主回路基本分析方法
2.1.1模块化多电平换流器的基本结构和工作方式
2.1.2MMC的基本数学方程
2.1.3MMC的开关状态
2.1.4MMC的等效电路
2.1.5MMC的电流通路分析
2.1.6MMC的电平数目分析
2.2基于电气量循环耦合关系的解析分析方法
2.2.1子模块电气量的循环耦合关系
2.2.2平均开关状态的定义
2.3桥臂环流的初步分析计算
2.4基于循环耦合关系的主回路稳态运行特性的解析分析过程
2.5MMC的等效电路
2.6数字仿真结果的对比分析验证
2.7物理试验验证

第3章柔性直流输电换流器的交流侧谐波分析
3.1柔性输电换流器的交流谐波特性
3.2最近电平逼近（NLM）方法的特征谐波
3.2.1NLM方法谐波的解析计算方法
3.2.2NLM方法的特征谐波
3.2.3NLM方法的特征谐波分析
3.2.4NLM方法特征谐波特性的仿真验证
3.3载波移相（CPSM）方法的特征谐波
3.3.1两电平PWM的特征谐波分析
3.3.2多电平载波移相PwM的特征谐波分析
3.3.3载波移相PwM方法特征谐波分布特点
3.3.4载波移相方法特征谐波特性的仿真验证
3.4NLM方法和CPSM方法交流侧谐波特性比较分析
3.5MMC对公共耦合点的交流谐波性能影响分析

第4章柔性直流输电换流器直流侧谐波电流计算模型
4.1两电平和三电平换流器的直流侧谐波计算模型
4.1.1两电平换流器直流侧谐波计算模型
4.1.2三电平NPc换流器的直流侧谐波计算模型
4.2MMC直流线路特征谐波产生的机理
4.3MMC直流线路谐波电压源的影响因素
4.3.1开关函数中高频分量的影响
4.3.2交流谐波电流的影响
4.4等效谐波电压源的仿真计算

第5章柔性直流输电换流器损耗特性分析方法
5.1MMC损耗计算方法
5.2MMC损耗特性分析

第6章MMC桥臂子模块级联数目的优化设计方法
6.1MMC子模块数量优化设计方法
6.1.11MMC桥臂子模块数目设计原则
6.1.2MMC桥臂子模块数量优化设计方法
6.1.3仿真研究
6.2±160kV／200MW三端柔性直流工程MMC方案比较

第7章基于双向旁路晶闸管的直流线路瞬时性短路故障保护方法
7.1保护方法的基本原理
7.1.1双向旁路晶闸管结构
7.1.2直流短路故障清除原理
7.1.3自动恢复原理
7.1.4与交流侧保护的配合
7.2直流短路故障保护策略
7.3数字仿真验证

第8章二极管箝位双子模块的MMC拓扑结构
8.1二极管箝位式双子模块拓扑结构
8.2故障清除原理
8.3保护方法
8.4仿真验证

第9章柔性直流输电换流器的控制策略
9.1柔性直流输电控制系统基本结构
9.2MMC换流器级控制策略
9.2.1MMC的动态数学模型
9.2.2d／q坐标系下的解耦控制器
9.2.3三相abc坐标系下的直接电流控制
9.2.4换流器级控制功能实现
9.2.5二倍频换流器控制
9.3MMC的调制策略
9.3.1最近电平逼近调制及电容电压平衡控制
9.3.2载波移相调制及电容电压平衡控制方法

第10章多端柔性直流输电系统组网分析与控制
10.1多端柔性直流输电系统的基本方式
10.2换流站的控制模式与U-I特性
10.3VSC-MTDC的直流网络分析
10.4电压下垂比例积分控制
10.4.1控制策略
10.4.2仿真分析
10.5电压下垂比例控制
10.5.1控制策略
10.5.2仿真分析
10.6电压裕度控制
10.6.1控制策略
10.6.2仿真分析
10.7三种控制方法的比较

第11章风电场柔性直流输电接入电网的故障穿越控制
11.1典型卸荷电路拓扑
11.1.1模块化卸荷电路的参数选择与控制方法
11.1.2集中电阻式斩波卸荷电路与模块化卸荷电路工作特性对比
11.2故障穿越协调控制策略设计
11.3故障穿越控制方法仿真分析
11.3.1仿真参数
11.3.2单一故障穿越策略
11.3.3故障穿越协调控制策略
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