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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1199

6.2.3控制模式2199

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