柔性直流輸電係統(第2版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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徐政 等 著

圖書標籤:

• 電力係統
• 柔性直流輸電
• HVDC
• 電力電子
• 電力技術
• 輸電技術
• 新能源
• 智能電網
• 電力工程
• 高壓直流

店鋪： 蘭興達圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111553366

商品編碼：15500095672

包裝：精裝

齣版時間：2017-02-01

基本信息

書名：柔性直流輸電係統(第2版)

：180.00元

作者：徐政 等

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2017-02-01

ISBN：9787111553366

字數：

頁碼：

版次：2

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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充分反映柔性直流輸電技術的新發展

內容提要

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本書係統講述瞭柔性直流輸電的理論和應用。內容包括柔性直流輸電係統的特點和應用，模塊化多電平換流器（MMC）的工作原理、主電路參數選擇與損耗計算，兩端柔性直流輸電係統與多端柔性直流輸電網的控製和故障保護策略，單嚮點對點柔性直流輸電係統，交流綫路改造成直流綫路的拓撲結構及特性研究，柔性直流輸電應用於海上風電場接入電網，柔性直流輸電係統的電磁暫態仿真方法和機電暫態仿真方法，柔性直流輸電換流站的絕緣配閤設計，MMC閥的設計等。本書適閤於從事柔性直流輸電技術研究、開發、應用的技術人員和電力係統科研、規劃、設計、運行的工程師，以及高等學校電力係統專業的教師和研究生閱讀。

目錄

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第2版前言
第1版前言
本書所用的機構縮略語
本書所用的首字母縮略語
本書所用的主要物理量符號
本書所用的主要物理元件和物理位置名字
第1章柔性直流輸電係統的特點和應用
1.1柔性直流輸電的定義
1.2電壓源換流器的基本特性
1.3柔性直流輸電係統的基本特點
1.4柔性直流輸電應用於點對點輸電
1.5柔性直流輸電應用於背靠背聯網
1.6柔性直流輸電應用於構建直流電網
參考文獻
第2章MMC基本單元的工作原理
2.1MMC基本單元的拓撲結構
2.2MMC的工作原理
2.3MMC的調製方式
2.4MMC的完整解析數學模型及其穩態特性
2.5MMC的基波等效電路與電壓調製比的定義
2.6MMC輸齣交流電壓的諧波特性及其影響因素
2.7MMC的阻抗頻率特性
2.8MMC換流站穩態運行範圍研究
參考文獻
第3章MMC基本單元的主電路參數選擇與損耗計算
3.1引言
3.2橋臂子模塊數的確定原則
3.3MMC控製頻率的選擇原則
3.4聯接變壓器參數的確定方法
3.5子模塊電容參數的確定方法
3.6子模塊功率器件穩態參數的確定方法
3.7橋臂電抗器參數的確定方法
3.8平波電抗值的選擇原則
3.9MMC閥損耗的組成及評估方法概述
3.10基於分段解析公式的MMC閥損耗計算方法
目錄ⅩⅩⅤⅩⅩⅣ柔性直流輸電係統第2版參考文獻
第4章MMC柔性直流輸電係統的控製和保護策略
4.1柔性直流輸電係統控製策略簡介
4.2同步鏇轉坐標係下MMC的數學模型
4.3交流電網平衡時的MMC控製器設計
4.4交流電網電壓不平衡和畸變條件下MMC的控製器設計
4.5嚮無源網絡供電時的MMC控製器設計
4.6功率同步控製原理
4.7直接電流控製與功率同步控製的比較
4.8子模塊電容電壓平衡控製
4.9MMC動態冗餘與容錯運行控製策略
4.10MMC�睭VDC係統的保護
參考文獻
第5章MMC�睭VDC係統的啓停控製
5.1MMC的預充電控製策略概述
5.2MMC不控充電特性分析
5.3MMC可控充電實現途徑
5.4MMC啓動過程仿真驗證
5.5MMC�睭VDC係統停運控製
參考文獻
第6章基於組閤式換流器的柔性直流係統主接綫及其運行特性
6.1常規MMC容量提升手段的限製與組閤式換流器的組閤方式
6.2柔性直流輸電係統的主接綫方式
6.3基本單元串聯構成一極時的運行特性
6.4基本單元並聯構成一極時的運行特性
參考文獻
第7章柔性直流輸電網的控製與故障保護
7.1引言
7.2柔性直流輸電網的係統級控製原理
7.3柔性直流輸電網的潮流分布特性及潮流控製器
7.4柔性直流輸電網的短路電流計算方法與直流斷路器的性能
要求
7.5無直流斷路器的柔性直流電網故障處理方法及對交流電網的
影響
7.6采用混閤型直流斷路器的柔性直流電網故障處理方法
7.7采用組閤式直流斷路器的柔性直流電網故障處理方法
7.83種柔性直流電網故障處理方法的投資與運行成本比較
參考文獻
第8章單嚮點對點柔性直流輸電係統
8.1引言
8.2跳交流側開關清除直流側故障的原理和特性
8.3LCC�捕�極管�睲MC混閤型直流輸電係統運行原理
8.4LCC�睠MMC混閤型直流輸電係統運行原理
8.5LCC�睲MC串聯混閤型直流輸電係統
參考文獻
第9章三極直流輸電係統與三綫雙極直流輸電係統
9.1問題的提齣
9.2三極直流輸電係統拓撲結構和性能分析
9.3基於MMC的三極直流係統
9.4三綫雙極直流輸電係統拓撲結構和性能分析
9.5三綫雙極直流輸電係統控製策略
9.6三綫雙極直流輸電係統仿真驗證
參考文獻
第10章柔性直流輸電應用於海上風電場接入電網
10.1引言
10.2海上風電場群采用柔性直流輸電接入電網的一般性結構
10.3風電機組概述
10.4風力機模型
10.5全功率換流器型風電機組模型
10.6雙饋風電機組模型
10.7海上風電采用MMC柔性直流送齣控製策略
10.8海上風電采用混閤型直流輸電係統送齣的控製策略
10.9提高電力係統慣性水平的協調控製策略
參考文獻
第11章柔性直流輸電係統的電磁暫態快速仿真方法
目錄ⅩⅩⅦⅩⅩⅥ柔性直流輸電係統第2版11.1問題的提齣
11.2電磁暫態仿真的實現途徑和離散化伴隨模型
11.3基於分塊交接變量方程法的MMC快速仿真
11.4MMC電磁暫態快速仿真相關測試
參考文獻
第12章柔性直流輸電係統的機電暫態仿真方法
12.1問題的提齣
12.2機電暫態仿真中柔性直流係統的一般性錶示
12.3包含柔性直流電網的交直流係統潮流計算方法
12.4包含柔性直流電網的交直流係統機電暫態仿真總體思路
12.5包含柔性直流電網的交直流係統機電暫態仿真測試
12.6南方電網規劃網架實際算例
參考文獻
第13章柔性直流換流站的絕緣配閤設計
13.1引言
13.2金屬氧化物避雷器的特性
13.3MMC換流站避雷器的布置
13.4金屬氧化物避雷器的參數選擇
13.5兩端MMC�睭VDC換流站保護水平與絕緣水平的確定
13.6多端柔性直流輸電係統共用接地點技術
13.7多端MMC�睭VDC係統過電壓的研究
參考文獻
第14章模塊化多電平換流閥的設計
14.1引言
14.2換流閥的寬頻等效模型
14.3換流閥的雜散參數提取方法概述
參考文獻
附錄
附錄A研究柔性直流輸電係統的幾種工具
A.1柔性直流輸電基本設計軟件ZJU�睲MCDP
A.2柔性直流輸電電磁暫態仿真平颱ZJU�睲MCEMTP
A.3柔性直流輸電機電暫態仿真模型ZJU�睲MCTM
A.4典型風電機組電磁暫態仿真模型Z

作者介紹

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文摘

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序言

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《柔性直流輸電係統（第二版）》圖書簡介 概述 《柔性直流輸電係統（第二版）》一書，深入探討瞭現代電力係統中日益重要的柔性直流輸電（VSC-HVDC）技術。作為對首版內容的全麵更新與拓展，本書凝聚瞭作者在電力電子、高壓直流輸電領域的深厚學術造詣與豐富工程實踐經驗，旨在為讀者提供一個係統、詳實且前沿的VSC-HVDC技術知識體係。本書不僅覆蓋瞭VSC-HVDC係統的基本原理、核心技術、設計方法，更著重於其在當前電力係統變革中的關鍵作用、未來發展趨勢以及麵臨的挑戰。 本書結構清晰，內容層次分明，邏輯嚴謹，語言通俗易懂，既適閤電力係統、電氣工程等相關專業的研究生、高年級本科生作為教材或參考書，也能夠為電力設計、運行、維護等領域的工程師提供寶貴的實踐指導與理論支持。對於希望瞭解或深入研究VSC-HVDC技術的科研人員、學者，本書亦是不可多得的參考資料。 第一部分：基礎理論與核心技術 本書的開篇部分，將讀者引入VSC-HVDC技術的宏大視野。首先，係統迴顧瞭高壓直流輸電（HVDC）的發展曆程，從傳統的相控整流（LCC-HVDC）技術，到以電壓源換流器（VSC）為核心的柔性直流輸電技術的誕生和演進，清晰地勾勒齣HVDC技術不斷突破的脈絡。深入分析瞭LCC-HVDC與VSC-HVDC在拓撲結構、工作原理、控製方式、性能特點以及應用場景上的本質區彆，為讀者建立起清晰的認知框架。 隨後，本書集中闡述瞭VSC-HVDC係統的核心部件——電壓源換流器（VSC）的技術細節。詳細介紹瞭VSC的幾種主流拓撲結構，如兩電平、三電平NPC（Neutral Point Clamped）以及多電平MLI（Modular Multilevel Inverter）等。對於MLI，本書進行瞭尤其詳盡的介紹，特彆是其子模塊的種類、工作原理、串並聯方式以及優勢，例如MMC（Modular Multilevel Converter）的齣現如何徹底革新瞭VSC-HVDC的設計理念，使其能夠實現更高的電壓等級、更優的諧波抑製能力以及更好的係統靈活性。 功率器件的選擇與應用是VSC-HVDC性能的關鍵。本書深入探討瞭IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）、SiC（Silicon Carbide）等新型功率半導體器件在VSC中的應用及其對係統效率、功率密度、可靠性的影響。同時，也對門極驅動技術、散熱技術等配套技術進行瞭詳細的分析。 PWM（Pulse Width Modulation）技術是VSC實現電壓和電流控製的基礎。本書係統介紹瞭各種PWM策略，包括SPWM（Sinusoidal PWM）、SVPWM（Space Vector PWM）以及在MLI中常用的各種調製策略，如子模塊調製、循環冗餘補償等。特彆強調瞭這些調製策略在實現零電壓穿越（ZVC）和零電流穿越（ZCC）能力方麵的作用，以及它們對諧波含量的影響。 第二部分：係統設計與運行控製 在掌握瞭基礎理論和核心技術之後，本書進一步深入VSC-HVDC係統的實際設計與運行控製。 直流變流站設計：本書詳細介紹瞭直流變流站的設計流程與關鍵考量。從係統參數的設計（如額定功率、電壓等級、換流器容量等），到換流器的選擇與配置，再到直流濾波、交流濾波、閥庁、直流綫路連接等輔助設備的選型與設計。特彆針對MMC-HVDC，本書深入講解瞭子模塊數量的選擇、電容值計算、電流承受能力等設計要點，以及如何通過閤理的子模塊配置實現高可靠性和低成本。 控製策略：這是VSC-HVDC技術區彆於LCC-HVDC的關鍵所在，也是本書的重點之一。本書係統闡述瞭VSC-HVDC的控製係統架構，並詳細講解瞭各種控製層級的實現方法。 電流控製：包括同步坐標係下的PI（Proportional-Integral）控製器設計，如何實現對換流器輸齣電壓和電流的精確控製。 電壓控製：在獨立運行模式下，VSC-HVDC可以作為獨立的電壓源，為電網提供功率支撐。本書深入探討瞭直流電壓控製、交流電壓控製、無功功率控製等多種模式下的電壓控製策略，以及如何通過級聯控製、主從控製等方式實現係統穩定運行。 功率控製：包括有功功率控製和無功功率控製，以及在不同工況下的功率調度策略。 諧波抑製與無功功率補償：VSC-HVDC在控製上的靈活性使其能夠有效地抑製諧波，並提供靈活的無功功率補償，本書詳細介紹瞭相關的控製算法和實現方式。 故障穿越與直流綫路保護：這是VSC-HVDC技術在現代電網中的核心優勢之一。本書深入分析瞭電網故障（如單相接地、短路等）對VSC-HVDC係統的影響，並詳細介紹瞭零電壓穿越（ZVC）和零電流穿越（ZCC）控製技術，以及如何通過快速的故障檢測和控製響應，保證係統在故障期間的穩定運行，並在故障清除後快速恢復。同時，也探討瞭直流綫路的保護策略，包括過流保護、過壓保護等。 保護係統：本書闡述瞭VSC-HVDC係統的保護設計，包括交流側保護、直流側保護以及換流器內部保護。重點講解瞭過流、過壓、過溫等保護措施，以及直流綫路故障時的保護動作。 第三部分：應用與發展 在完成係統設計與運行控製的理論講解後，本書將視角轉嚮VSC-HVDC技術的實際應用及其在未來電力係統發展中的重要地位。 應用場景：本書詳細介紹瞭VSC-HVDC在以下幾個關鍵領域的應用： 遠距離、大容量輸電：與LCC-HVDC相比，VSC-HVDC在輸送容量較小的直流綫路時具有更高的經濟性，特彆適閤於一些中短距離的電網互聯。 風電、光伏等新能源接入：VSC-HVDC天然具備嚮弱電網或獨立電網注入功率的能力，其柔性控製特性使其成為連接間歇性新能源發電站（如海上風電場）與主電網的理想選擇。本書詳細分析瞭VSC-HVDC在海上風電接入中的優勢，如提供轉矩控製、抑製風力波動、實現孤島運行等。 電網互聯與穩定性增強：VSC-HVDC可以作為電力電子變壓器（PTE）的組成部分，實現不同頻率、不同電壓等級電網的互聯，並能夠主動調節功率潮流，增強電網的動態穩定性和魯棒性。 城市電網的柔性互聯：在城市中心區域，VSC-HVDC可以有效解決空間受限、電磁乾擾等問題，實現高可靠性的電力供應。 直流電網的構建：隨著分布式能源的普及和電動汽車充電需求的增長，構建直流電網已成為未來趨勢。VSC-HVDC是構建直流電網的關鍵技術，本書探討瞭其在多端直流係統中的應用和挑戰。 技術挑戰與發展趨勢：本書也客觀地分析瞭VSC-HVDC技術當前麵臨的挑戰，如成本問題、係統損耗、電磁兼容性（EMC）、可靠性與壽命等。 同時，本書前瞻性地展望瞭VSC-HVDC技術的未來發展趨勢，包括： 更高功率等級與更高效率：新型功率器件（如SiC、GaN）的應用將進一步提升VSC的功率密度和效率。 智能化與數字化：結閤人工智能、大數據分析等技術，實現VSC-HVDC係統的預測性維護、自主運行與優化控製。 多端直流輸電與直流電網： VSC-HVDC將成為構建龐大、復雜直流電網的基礎。 與儲能係統集成：VSC-HVDC與各類儲能技術的結閤，將為電力係統提供更強大的靈活性和可靠性。 故障診斷與自愈能力：進一步提升VSC-HVDC係統的故障診斷能力和故障後的自愈能力。 結論 《柔性直流輸電係統（第二版）》一書，以其係統性的內容、前沿的視角、深入的分析，全麵展現瞭VSC-HVDC技術的現狀與未來。本書不僅是一本技術手冊，更是一份對未來電力係統變革的深刻洞察。通過閱讀本書，讀者將能夠深刻理解VSC-HVDC技術如何驅動電力係統的智能化、綠色化轉型，並為其在學術研究和工程實踐中奠定堅實的基礎。本書的齣版，無疑將為推動VSC-HVDC技術的進一步發展和應用貢獻重要力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書絕對是電力係統領域的一本重磅讀物！我最近剛好在研究新能源並網以及電網的智能化升級，接觸到瞭一些前沿的技術概念。市麵上關於高壓直流輸電的資料不少，但很多都側重於經典的晶閘管換流器（LCC-HVDC），雖然基礎紮實，但對於應對當前復雜多變的電網運行環境，特彆是考慮大規模可再生能源接入帶來的波動性和不確定性，總感覺有些力不從心。我一直在尋找一本能夠係統性地介紹和分析不同直流輸電技術，並探討它們在現代電網中的應用潛力的書籍。特彆是對於如何提升直流輸電係統的靈活性、動態響應能力以及與其他電力係統元件的協同控製，我希望能有更深入的見解。這本書的副標題“柔性直流輸電係統”立刻吸引瞭我，因為“柔性”這個詞正是我當前研究的焦點，它意味著能夠更主動、更靈活地參與電網運行，而不隻是一個被動的能量傳輸通道。我對書中關於MMC（多端混閤高壓直流輸電）的技術原理、控製策略、以及實際工程案例的介紹非常感興趣，希望它能為我打開新的思路，解決我在項目中所遇到的技術難題。

評分☆☆☆☆☆

作為一名電力電子器件和電力係統應用領域的專傢，我一直在探索新型電力電子技術在解決傳統電力係統瓶頸問題上的潛力。傳統的直流輸電技術在能量傳輸方麵已經相當成熟，但麵對日益增長的功率電子應用需求，尤其是在新能源並網、微電網、以及智能電網的建設中，我們需要更具柔性和智能化的解決方案。電壓源換流器（VSC）技術，特彆是基於多電平技術的MMC（模塊化多電平換流器），在實現高壓直流輸電的柔性化方麵扮演著至關重要的角色。我非常關注MMC技術的最新發展，包括其器件的可靠性、損耗、控製算法的優化、以及如何有效解決子模塊均衡等問題。我希望這本書能夠深入剖析MMC技術的核心原理，提供其在實際工程應用中的各種拓撲結構和控製方法，並且能夠討論其在不同應用場景下的優劣勢，例如在海洋平颱供電、交直流混閤電網互聯等方麵的應用。

評分☆☆☆☆☆

我是一名從事電力係統規劃的工程師，深知電網的升級改造和技術創新對於保障能源供應的可靠性和經濟性至關重要。近年來，隨著新能源的快速發展，電網的穩定性挑戰日益突齣。如何在保證電網安全運行的同時，最大限度地消納新能源，成為瞭我們麵臨的重要課題。柔性直流輸電技術，以其獨特的靈活性和可控性，被認為是解決這一問題的關鍵技術之一。我一直在關注相關的技術進展，希望能找到一本能夠係統梳理柔性直流輸電技術在電網規劃中的作用的書籍。我非常希望書中能夠詳細介紹柔性直流輸電係統在提升電網互聯互通能力、增強電網抵禦故障的能力、以及優化電網運行方式等方麵的優勢，並且能夠提供一些關於係統規劃、設備選型和經濟性評估方麵的指導。對於書中可能包含的實際工程案例分析，我更是非常期待，希望能夠從中學習到寶貴的經驗，為我未來的規劃工作提供參考。

評分☆☆☆☆☆

我是一名剛開始接觸電力係統學習的研究生，對於高壓直流輸電這個方嚮充滿瞭好奇。在課程學習中，我瞭解到不同種類的直流輸電技術，包括定共換流器（LCC-HVDC）和電壓源換流器（VSC-HVDC）。雖然VSC-HVDC聽起來比LCC-HVDC更“先進”，因為它能夠獨立控製有功功率和無功功率，並且能夠提供電網支撐，但我對其背後的具體原理和不同拓撲結構之間的差異並沒有一個清晰的認識。我一直想找一本既能全麵介紹直流輸電基本概念，又能深入講解VSC-HVDC的先進技術，特彆是其在現代電網中的應用前景的書籍。我希望這本書能夠用清晰易懂的語言，解釋復雜的理論知識，並且配以豐富的圖示和案例，幫助我建立起對柔性直流輸電係統的整體認知。我很關心書中關於換流器子模塊的設計、控製策略的實現、以及如何保證係統的穩定性和可靠性等方麵的細節，希望能為我未來的學術研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在電力電子和新能源領域摸爬滾打瞭多年的工程師，我對直流輸電技術的發展曆程和技術演進有著深刻的體會。早期的直流輸電技術，雖然在長距離大容量輸電方麵錶現齣色，但其固有的剛性換流特性，使得其在電網故障時的動態響應能力和對電網支撐作用方麵存在一定的局限性。隨著電網結構的日益復雜化，以及風電、光伏等間歇性電源的快速發展，傳統的直流輸電係統在集成度和智能化水平上已經難以滿足現代電網的需求。我尤其關注那些能夠提升直流輸電係統“智能”和“柔性”特性的技術，例如如何利用更先進的功率電子器件和控製算法，實現更快速的故障穿越、更精準的無功功率補償、以及更有效的電網調頻調壓功能。我非常期待這本書能夠提供一套完整的理論框架和技術解決方案，深入剖析柔性直流輸電係統是如何實現這些“柔性”特性的，其核心技術優勢在哪裏，以及在實際工程應用中可能麵臨的挑戰和應對策略。希望書中能有一些關於仿真分析和模型建立的指導，以便我能在自己的工作中加以驗證和實踐。