柔性直流输电技术及工程应用

第1章 绪论

1.1 直流输电技术的发展概况

1.2 柔性直流输电技术简介

1.2.1 柔性直流输电技术的基本原理

1.2.2 柔性直流输电系统构成方式

1.2.3 柔性直流输电系统的特点

1.3 柔性直流输电和常规直流输电的对比

1.3.1 换流站

1.3.2 输电线路

1.3.3 控制性能

1.3.4 与交流电网的关系

1.3.5 多端直流输电

1.3.6 技术经济性

1.3.7 对环境的影响

1.4 主要应用领域及应用前景

1.4.1 柔性直流输电的应用领域

1.4.2 柔性直流输电的适用场合

1.4.3 柔性直流输电的发展前景

第2章 核心部件的拓扑结构

2.1 电压源换流器概述

2.2 两电平换流器

2.2.1 拓扑结构及基本原理

2.2.2 PWM

2.3 PWM调制的工作原理及特性

2.3.1 工作原理

2.3.2 特性分析

2.4 调制方式

2.4.1 两电平电压源换流器调制方式

2.4.2 多电平电压源换流器调制方式

第3章 柔性直流输电系统特性

3.1 概述

3.2 系统特性

3.2.1 潮流特性

3.2.2 联结变压器的调节

3.2.3 输送能力

3.3 柔性直流输电系统的控制方式

3.4 柔性直流输电系统的接线方式

3.4.1 交流侧接线方式

3.4.2 直流侧接线方式

第4章 柔性直流输电系统的损耗和谐波

4.1 柔性直流输电系统损耗

4.1.1 柔性直流输电系统损耗计算方法

4.1.2 柔性直流输电系统损耗的分类

4.1.3 主设备损耗

4.1.4 换流站其他辅助设备损耗

4.2 柔性直流输电系统谐波

4.2.1 换流器的谐波

4.2.2 谐波的危害

4.2.3 减小谐波的方法

4.2.4 换流站交流侧滤波系统

4.2.5 换流站直流侧滤波系统

第5章 柔性直流输电系统的控制体系

5.1 控制系统概述

5.2 柔性直流输电系统级控制

5.3 柔性直流输电换流站级控制

5.3.1 间接电流控制

5.3.2 直接电流控制

5.3.3 其他环节

5.4 柔性直流输电换流阀级控制

5.4.1 阀元件

5.4.2 阀结构

5.4.3 触发脉冲生成

5.4.4 阀的触发技术

5.5 柔性直流输电系统的启动控制

第6章 柔性直流输电系统的故障与保护

6.1 概述

6.2 故障介绍

6.2.1 换流站内部故障

6.2.2 交流系统故障

6.2.3 直流系统故障

6.3 柔性直流输电的保护系统配置

6.3.1 保护系统配置原则

6.3.2 换流站的分区保护配置

第7章 柔性直流输电系统试验

7.1 概述

7.2 型式试验

7.3 功率模块试验

7.3.1 功率模块换流试验

7.3.2 功率模块热试验

7.3.3 功率模块短路保护试验

7.3.4 功率模块功能试验

7.3.5 功率模块阀串压力测试

7.3.6 功率模块局部放电及耐压试验

7.4 阀支架绝缘试验

7.4.1 阀支架直流耐压试验

7.4.2 阀支架交流耐压试验

7.4.3 阀支架操作冲击试验

7.4.4 阀支架雷电冲击试验

7.5 背靠背样机试验

7.5.1 背靠背样机研制的目的和意义

7.5.2 背靠背样机的系统构成

7.5.3 背靠背样机主电路设计

7.5.4 背靠背样机保护配置

7.5.5 背靠背样机仿真分析

7.6 动模样机试验

7.6.1 动模试验样机研制的目的和意义

7.6.2 动模试验样机的系统构成

7.6.3 动模试验样机主电路设计

7.6.4 动模试验样机保护配置

7.6.5 动模试验样机仿真分析

7.7 阀控试验

7.7.1 一般检查和测试

7.7.2 绝缘性能试验

7.7.3 控制及保护功能试验

7.7.4 运行试验

7.7.5 性能试验

7.7.6 可听噪声测试

7.7.7 控制器电磁兼容和环境试验

7.7.8 其他试验

7.8 整机全电压试验

7.8.1 试验目的

7.8.2 试验系统构成

7.8.3 试验项目和试验要求

第8章 柔性直流技术的工程应用

8.1 柔性直流技术在输电网中的应用

8.1.1 输电网应用概述

8.1.2 电网互联

8.1.3 城市供电

8.1.4 背靠背应用

8.1.5 风电场接入

8.2 柔性直流技术在配电网中的应用

8.2.1 当前配电网面临的问题

8.2.2 柔性直流技术应用于配电网的目的

8.2.3 柔性直流技术可以满足配电网的运行条件

8.2.4 直流配电网的应用论证

8.3 柔性直流在孤岛或者弱电网中的应用

8.4 微电网应用

8.4.1 微网概念

8.4.2 微网并网及其意义

8.4.3 交流直接连接

8.4.4 经电压源换流器（VSC）的微网并网连接

8.5 多端柔性直流输电技术

8.5.1 不同直流输电技术在建立多端网络时的差异

8.5.2 多端直流的发展概况和工程实例

8.5.3 多端柔性直流的连接拓扑

8.5.4 多端柔性直流的稳态控制

8.6 直流断路器

8.6.1 高压直流断路器技术基本要求

8.6.2 高压直流断路器的主要技术

8.6.3 ABB最新高压直流断路器技术

8.6.4 高压直流断路器关键技术及难点

第9章 配电网示范工程

9.1 概述

9.2 文昌油田柔直输电项目

9.2.1 方案概述

9.2.2 设计参数

9.2.3 主设备

9.2.4 运行方式

9.2.5 整机调试

9.2.6 项目总结

9.3 贵州配电网柔直输电项目

9.3.1 系统设计

9.3.2 一次电气设计

9.3.3 控制保护系统设计

9.3.4 工程整体性能特点

9.3.5 出厂试验

9.3.6 项目管理

参考文献

《贵州电网有限责任公司科技创新系列丛书：柔性直流输电技术及工程应用》分析了柔性直流输电运行的基本原理、PWM调制原理及调制方式分类，并在此基础上建立了VSC.HVDC的数学模型，其中包括高频数学模型和低频数学模型。实际工程应用证明所设计的VSC.HVDC控制系统具有优良的稳态和动态性能，具有快速性和强鲁棒性，可实现有功功率、无功功率的解耦控制。