《交直流混合输电系统运行特性分析》

前言
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 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 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

内容简介

　　《交直流混合输电系统运行特性分析》的重点主要集中在交直流混合输电系统运行特性分析方面。主要包括：交直流混合系统潮流计算方法、交直流混合系统状态估计、交直流混合系统可观测性分析、交直流混合系统灵敏度分析、交直流混合系统网损分析、静态电压稳定问题、紧急功率支援等，并讨论了受端系统分层接入方式下的控制策略。

　　《交直流混合输电系统运行特性分析》从交直流系统运行和中长期稳定运行的角度分析直流输电系统的特征，并分析交直流混合系统之间的相互影响问题。对交直流混合输电系统潮流计算、灵敏度分析、状态估计、网损分析、连续潮流计算等方面阐述交直流混合系统在运行分析问题上与纯交流系统的不同之处，以及目前理论和实践上的解决办法。

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