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柔性交流输电系统的原理与应用 第二版

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柔性交流输电系统的原理与应用 第二版
作者:谢小荣,姜齐荣 编著
出版时间:2014年
丛编项: 清华大学电气工程系列教材
内容简介
柔性交流输电系统(FACTS)技术自20世纪80年代末诞生以来,得到了迅速发展,成为电力工业近20年来发展最快和影响最广的新兴技术领域之一。本书系统地阐述了FACTS的原理与应用,首先介绍FACTS的基本概念、发展历史与现状,及其与高压直流输电(HVDC)的关系; 然后简要总结了作为FACTS技术基础的大功率电力电子技术; 继而逐章论述并联型FACTS控制器(如SVC、STATCOM、BESS、SMES等)、串联型FACTS控制器(如GCSC、TSSC、TCSC、SSSC等)、复合型FACTS控制器(如TCVR/TCPAR、UPFC、IPFC等)及其他FACTS控制器(如NGH SSR阻尼器、TCBR、SCCL等),重点介绍其基本原理、主电路结构、运行特性、控制方法和应用情况; 最后介绍FACTS技术应用于配电网而产生的用户电力(亦称DFACTS)技术,重点讨论了两类典型的用户电力控制器,即有源电力滤波器(APF)和动态电压调节器(DVR)。
目录
第1章柔性交流输电系统概述

1.1现代电力系统概述

1.1.1输电技术的发展历史

1.1.2现代电力系统的主要特点

1.2输电网互联带来的挑战

1.2.1电网互联带来的好处和挑战

1.2.2输电网的潮流控制

1.2.3提高传输容量

1.3传统解决方法及其局限性

1.4新的解决方法——FACTS的诞生

1.4.1FACTS出现的背景及其必然性

1.4.2FACTS的历史、现状与前景

1.5FACTS及其控制器概述

1.5.1FACTS基本概念

1.5.2FACTS控制器的基本类型

1.5.3主要FACTS控制器的定义

1.5.4FACTS的优越性

1.6FACTS与HVDC

1.6.1HVDC的发展历史回顾

1.6.2HVDC的基本原理及其特点

1.6.3HVDC的特点和等价距离概念

1.6.4HVDC的传统应用领域和FACTS技术的影响

1.6.5HVDC与FACTS的关系

1.7电能质量与定制电力

1.7.1电能质量问题概述

1.7.2定制电力及其控制器

参考文献


第2章电力电子学基础

2.1概述

2.2电力电子器件

2.2.1发展历史与现状

2.2.2分类

2.2.3特性参数

2.2.4主要器件简述

2.2.5FACTS控制器中的电力电子器件

2.3电力电子变换器概述

2.3.1电力电子变换器及其分类

2.3.2电压/电流源型变换器的一些基本概念

2.4电压源型变换器

2.4.1基本原理

2.4.2单相变换器

2.4.3三相二电平变换器

2.4.4三相多电平变换器

2.4.5脉宽调制技术

2.4.6多电平变换器和PWM技术在FACTS中的应用

2.4.7如何增大变换器容量

2.5电流源型变换器概述

2.6电压源型变换器与电流源型变换器的比较与综合

2.6.1VSC和CSC的比较

2.6.2混合变换器概念

2.6.3阻抗型变换器概念

参考文献


第3章并联补偿与静止无功补偿器

3.1并联补偿概述

3.2并联补偿的作用

3.2.1输电系统并联补偿和动态性能控制

3.2.2输电线路分段和中点并联补偿

3.2.3并联补偿提高系统电压稳定性

3.2.4并联补偿提高输电系统暂态稳定性

3.2.5并联补偿提高输电系统振荡稳定性

3.2.6负荷的三相不平衡补偿

3.2.7电力系统谐波的并联补偿

3.3电力系统并联补偿技术的历史与现状

3.4并联补偿器的种类

3.5静止无功补偿器

3.5.1并联饱和电抗器

3.5.2晶闸管控制/投切电抗器

3.5.3晶闸管控制的高阻抗变压器

3.5.4晶闸管投切电容器

3.5.5组合式SVC概述

3.5.6固定电容晶闸管控制电抗型SVC

3.5.7晶闸管投切电容晶闸管控制电抗型SVC

3.5.8机械式投切电容晶闸管控制电抗型SVC

3.6SVC的控制策略简介

3.6.1面向电力系统的对称控制策略

3.6.2面向负荷的控制策略

3.7SVC的应用概述与工程举例

3.7.1SVC应用概述

3.7.2美国Eddy变电站高压直流联络线的并联无功补偿

3.7.3武钢硅钢厂SVC工程

参考文献


第4章静止同步补偿器STATCOM

4.1概述

4.2STATCOM工作原理简述

4.3国产±20Mvar STATCOM的建模、分析与控制

4.3.1±20Mvar STATCOM简介

4.3.2主电路结构

4.3.3主电路建模

4.3.4特性分析

4.3.5控制系统

4.3.6保护系统

4.3.7运行与测试

4.4国内外STATCOM应用工程概述及实例

4.4.1国内外STATCOM应用工程概述

4.4.2日本关西电力系统Inuyama开关站±80Mvar STATCOM

4.4.3NGCALSTOM的±75Mvar链式STATCOM

参考文献


第5章综合并联无功补偿系统

5.1概述

5.2SVC与STATCOM的基本特性比较

5.2.1输出特性比较

5.2.2响应速度比较

5.2.3损耗特性比较

5.2.4有功功率调节能力

5.2.5交流系统不对称时的运行特性

5.2.6其他方面的比较

5.3SVG的系统控制

5.3.1SVG的一般控制策略

5.3.2电压控制策略及其闭环动态模型

5.3.3STATCOM和SVC提高电压稳定性的比较

5.3.4恒电压控制模式下STATCOM和SVC对提高传输容量的比较

5.3.5暂态稳定控制

5.3.6阻尼控制

5.3.7无功储备控制

5.3.8多目标控制策略

5.3.9SVG控制系统构成

5.4综合并联无功补偿

参考文献


第6章并联储能系统

6.1概述

6.2电池储能系统

6.2.1技术特点

6.2.2基本原理与模型

6.2.3控制系统

6.2.4应用情况

6.3SMES

6.3.1技术特点

6.3.2基本结构

6.3.3运行特性与控制简述

6.3.4在电力系统中的应用

6.3.5国内外研究与应用状况

6.3.6应用前景展望

参考文献


第7章变阻抗型串联补偿器

7.1电力系统串联补偿概述

7.1.1基本概念

7.1.2串联补偿的工作原理

7.2串联补偿的作用

7.2.1串联补偿与潮流控制

7.2.2串联补偿提高系统电压稳定性

7.2.3串联补偿提高输电系统暂态稳定性

7.2.4串联补偿提高输电系统振荡稳定性

7.2.5串联补偿抑制次同步振荡

7.3电力系统串联补偿技术的历史与现状

7.4可控串联补偿的方法和串联补偿器的种类

7.5GTO控制串联电容器

7.6晶闸管投切串联电容器

7.7晶闸管控制串联电容器

7.7.1基本原理

7.7.2TCSC的电路分析

7.7.3稳态基波阻抗模型

7.7.4TCSC的动态特性

7.7.5UI工作区与损耗特性

7.7.6谐波特性

7.7.7同步信号

7.7.8实用的TCSC电路结构及其参数选择

7.8GCSC,TSSC和TCSC次同步谐振特性

7.9GCSC,TSSC和TCSC的控制

7.9.1控制系统概述

7.9.2GCSC的内环控制原理

7.9.3TCSC的内环控制原理

7.9.4TCSC的系统级控制概述

7.10TCSC的应用工程概述及实例

7.10.1国内外TCSC应用工程概述

7.10.2中国南方电网平果变电站TCSC工程

参考文献


第8章静止同步串联补偿器

8.1工作原理

8.2SSSC装置对系统功角特性的影响

8.3SSSC装置的主电路

8.4SSSC装置的控制

8.5SSSC与TCSC的比较

8.6混合静止同步串联补偿器

参考文献


第9章静止电压/相角调节器

9.1电压/相角调节的作用

9.2电压/相角调节的方法

9.3TCVR/TCPAR的工作原理、控制方法

参考文献


第10章统一潮流控制器及其他复合补偿器

10.1概述

10.2统一潮流控制器

10.2.1工作原理

10.2.2UPFC对输电系统功率特性的影响

10.2.3控制方法及其改善电力系统稳定性和传输能力的分析

10.2.4示范工程

10.3线间潮流控制器

10.4通用型多功能FACTS控制器

参考文献


第11章其他FACTS控制器

11.1晶闸管控制的制动电阻

11.2短路电流限制器

参考文献


第12章DFACTS与定制电力技术

12.1有源电力滤波器

12.1.1有源滤波器主电路拓扑结构

12.1.2有源滤波器的控制策略

12.1.3功率电路的设计

12.1.4有源滤波器的技术要求

12.1.5工程实例

12.2动态电压调节器

12.2.1动态电压调节器的结构分析

12.2.2动态电压调节器的控制

12.2.3DVR设计实例

参考文献


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