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第1章 交直流混合输电系统概述 1

1.1绪论 1

1.2直流输电技术的发展 3

1.2.1 LCC-HVDC系统基本原理 3

1.2.2 VSC-HVDC系统基本原理 5

1.3国外直流输电工程概况 8

1.4国内直流输电工程概况 11

1.5交直流混合输电系统中需要解决的问题 13

参考文献 18

第2章 交直流混合输电系统的潮流计算 21

2.1交直流混合系统潮流概述 21

2.2交替求解思想 21

2.3直流输电系统描述方程 24

2.3.1直流输电系统换流器特性方程 24

2.3.2直流输电系统控制方程 25

2.3.3直流输电系统网络方程 26

2.4典型的交直流系统潮流算法 26

2.4.1直流输电系统状态变量的选择 26

2.4.2直流输电系统潮流方程的矩阵形式 27

2.4.3 Gauss-Seidel迭代法求解直流方程 30

2.4.4双端直流系统 31

2.4.5交直流系统典型算法的应用 32

2.4.6潜在的问题 33

2.5系数矩阵求逆的可行性分析 33

2.5.1 G的可逆性分析 33

2.5.2 G奇异时的一种处理方法 38

2.5.3存在的缺点 45

2.6有效的交直流混合系统潮流算法 46

2.6.1算法的三个特点 46

2.6.2直流子系统潮流方程 47

2.6.3交流子系统潮流方程的处理 52

2.6.4鲁棒性分析 54

2.6.5理论分析 56

2.6.6仿真结果 59

参考文献 61

第3章 交直流混合系统状态估计 63

3.1交直流混合系统状态估计问题的产生 63

3.2预备知识 64

3.2.1矩阵的迹 64

3.2.2分块矩阵求逆 64

3.2.3矩阵对标量的微分运算 66

3.2.4矩阵对矩阵的微分 67

3.2.5最小二乘法 68

3.2.6电力系统状态估计 71

3.3最小二乘法类算法 76

3.3.1基本加权最小二乘法 76

3.3.2快速分解状态估计 78

3.3.3状态估计算法的特点 84

3.3.4最小二乘法存在的问题 86

3.4不良数据辨识 87

3.4.1概述 87

3.4.2量测残差 89

3.4.3不良数据的检测 91

3.4.4不良数据的辨识 97

3.5交直流混合系统的状态估计 104

3.5.1直流系统选择状态变量 104

3.5.2混合系统状态估计要解决的问题 105

3.5.3常用算法 107

3.5.4量测方程描述 110

3.5.5几种算法的性能比较 111

参考文献 115

第4章 交直流混合输电系统的可观测性分析 117

4.1引言 117

4.2交流系统可观测性分析的拓扑算法 118

4.2.1对量测系统分析的一些基本认识 118

4.2.2交流系统可观测性分析 119

4.3交流系统可观测性分析的数值算法 129

4.3.1基于三角分解的可观测性分析算法 129

4.3.2可观测性分析数值算法的步骤 133

4.3.3交流系统可观测性分析数值算法与拓扑算法的比较 134

4.4含LCC-HVDC的交直流可观测性分析 134

4.4.1交直流输电系统可观测原理分析 134

4.4.2交流部分和直流部分的相互影响 135

4.4.3直流系统的可观测性分析 138

4.4.4交直流系统可观测性 142

4.4.5算例分析 143

4.5含VSC-HVDC的交直流可观测性分析 146

4.5.1 VSC-HVDC换流站的数学模型 146

4.5.2 VSC-HVDC换流站和交流系统的相互影响 149

4.5.3 VSC-HVDC系统的可观测性分析 150

4.5.4 VSC-AC系统可观测性分析算法 151

4.5.5算例分析 152

4.5.6 LCC-HVDC和VSC-HVDC可观测性分析算法比较 153

参考文献 155

第5章 交直流混合输电系统灵敏度分析 156

5.1概述 156

5.1.1灵敏度分析方法简述 156

5.1.2交直流输电系统之间的相互影响 157

5.1.3灵敏度分析的纲要 157

5.2交直流混合系统灵敏度分析 158

5.2.1直流输电系统空载电压保持不变 158

5.2.2直流输电系统控制方式保持不变 164

5.3 MIDC系统输送功率对交流输电系统的灵敏度分析 173

5.3.1 MIDC系统特点 174

5.3.2 MIDC系统运行方式 174

5.3.3 MIDC系统输送功率对交流输电系统电压的灵敏度 176

5.3.4 MIDC系统运行方式实例分析 178

5.4直流输电系统控制参数对连接母线电压幅值的影响 180

5.4.1解耦求解交直流输电系统灵敏度矩阵 181

5.4.2联合求解交直流输电系统灵敏度矩阵 186

5.4.3解耦求解和联合求解区别的讨论 190

5.4.4实例分析 190

参考文献 195

第6章 交直流输电系统网损分析 197

6.1概述 197

6.2系统分析 198

6.2.1换流站模型 198

6.2.2控制模式1 199

6.2.3控制模式2 199

6.3多馈入直流输电系统的功率优化模型 200

6.3.1优化模型 200

6.3.2 SQP方法 200

6.3.3拟牛顿法求解 202

6.3.4网损灵敏度 205

6.3.5算例分析 207

6.4交直流并列运行系统网损的影响因素 211

6.4.1网损构成分析 211

6.4.2换流站运行方式对网损的影响 214

6.4.3控制参数对网损的影响分析 220

6.4.4对网损的影响的分析总结 222

参考文献 223

第7章 交直流混合输电系统静态电压稳定问题的研究 225

7.1引言 225

7.2连续潮流计算方法 225

7.2.1带参数的潮流方程 226

7.2.2预测环节 227

7.2.3参数化过程 227

7.2.4步长控制 228

7.2.5校正环节 228

7.2.6发电机功率越界的处理 228

7.2.7无功控制策略 229

7.2.8直流输电系统的协调控制 231

7.2.9 PV曲线的求取 234

7.3换流变压器分接头档位和运行方式的调整 240

7.3.1换流变压器分接头档位的调整 240

7.3.2非定角度控制运行 240

7.3.3定角度控制运行 242

7.3.4计算档位和档位变比 246

7.4换流器运行方式的调整 247

7.4.1换流器控制方式 247

7.4.2调整方案 248

7.4.3小结 251

参考文献 251

第8章 幅值自适应的阶梯式紧急功率支援技术 253

8.1引言 253

8.2紧急功率支援的影响因素 254

8.2.1交流电网强度的影响 255

8.2.2直流系统控制方式的影响 258

8.2.3无功补偿能力的影响 263

8.3幅值自适应的阶梯式紧急功率支援控制技术 264

8.3.1新型紧急功率支援控制原理 264

8.3.2功率提升模块的判据 266

8.3.3控制模块参数整定 269

8.3.4与传统功率提升控制仿真对比 274

8.4多回直流输电能力及稳定性分析 276

8.5紧急功率转移控制器 279

8.5.1基本控制原理 279

8.5.2变阶梯分段式功率提升控制 279

8.5.3控制器的协调与启停信号 280

8.5.4算例与验证 281

参考文献 286

第9章 受端分层接入方式下的直流控制策略 287

9.1引言 287

9.2换流器独立控制方式 288

9.2.1按极控制模式和独立控制模式 288

9.2.2谐波分析 291

9.2.3定电压端和定电流端的确定 294

9.3附加功率-电压控制 296

9.3.1附加功率-电压控制原理 296

9.3.2附加功率-电压控制器结构 298

9.3.3功率调节能力分析 299

9.3.4功率转移 300

9.3.5仿真验证 302

9.4紧急功率协调控制 307

9.4.1新型紧急功率支援控制原理 307

9.4.2各换流器的功率分配问题 308

9.4.3功率协调控制 310

参考文献 316

附录A交直流混合输电系统算例 317

A.1双端直流输电系统 317

A.2三端直流输电系统 319

A.3双馈入直流输电系统 321

A.4三馈入直流输电系统 321

A.5多回直流输电系统 322

致谢 323