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第1章 绪论1

1.1 电网间同期并列研究现状1

1.2 VSC-HVDC的发展和应用现状3

1.3 VSC-HVDC的控制策略研究现状5

参考文献6

第2章 基于功率传递的电网间同期并列原理8

2.1 电网调频与调压8

2.1.1 电网间同期并列的条件8

2.1.2 调频原理9

2.1.3 调压原理9

2.1.4 相角差控制原理10

2.2 基于背靠背VSC-HVDC同期并列原理11

2.2.1 VSC-HVDC的特性11

2.2.2 背靠背VSC-HVDC用于同期并网11

2.2.3 背靠背VSC-HVDC用于并网的工作原理13

2.3 并网装置的传递功率计算15

2.3.1 传递功率的流向控制15

2.3.2 并网装置功率传递值计算19

参考文献20

第3章 基于背靠背VSC-HVDC并网系统的控制策略21

3.1 并网系统的模型分析21

3.1.1 三相电压平衡时的并网模型21

3.1.2 三相电压不平衡时的并网模型25

3.2 并网系统的控制策略27

3.2.1 换流器的启动28

3.2.2 所需功率计算29

3.2.3 两侧换流器的控制策略29

3.2.4 并列点断路器合闸控制30

3.3 双闭环控制策略30

3.3.1 内环电流控制器31

3.3.2 外环功率控制器33

3.4 基于背靠背VSC-HVDC并网的仿真验证38

3.4.1 差频并网仿真38

3.4.2 同频环网并列仿真41

参考文献42

第4章 并网换流器的不平衡控制策略43

4.1 对称分量的实时检测43

4.2 交流电压不平衡时的控制策略46

4.2.1 正负序双回路双闭环不平衡控制策略47

4.2.2 基于负序电压补偿的不平衡控制策略48

4.3 仿真验证50

参考文献54

第5章 并网系统的联络线功率波动55

5.1 并网过程中联络线的功率波动55

5.1.1 功率传递时联络线的功率波动56

5.1.2 并网合闸瞬间联络线的功率波动57

5.2 联络线功率波动的仿真分析58

参考文献62

第6章 并网系统的保护配置64

6.1 故障时并网系统的运行特性65

6.1.1 谐波传递特性分析65

6.1.2 谐波传递特性仿真分析67

6.2 并网系统保护配置的特点76

6.2.1 并网装置的特点76

6.2.2 并网系统的保护配置76

6.2.3 保护配置仿真分析80

6.3 并网系统的保护策略83

6.3.1 并网系统保护策略的设计原则84

6.3.2 并网保护动作的执行方式84

参考文献85

第7章 并网装置实现复合功能转换电路及控制策略86

7.1 并网装置实现复合功能的转换电路86

7.2 复合系统的控制策略89

7.3 并网装置转换为STATCOM的控制策略及仿真95

7.3.1 STATCOM装置的控制策略95

7.3.2 STATCOM的多目标控制96

7.3.3 STATCOM逆系统PI控制100

7.3.4 STATCOM装置功能仿真验证109

7.4 并网装置转换为SSSC的控制策略及仿真111

7.4.1 SSSC调节联络线传输功率的能力111

7.4.2 并网后转换为SSSC装置的控制策略114

7.4.3 基于背靠背VSC-HVDC的同期并网系统转为SSSC的仿真115

参考文献119

第8章 基于背靠背VSC-HVDC电网间同期并列装置实现UPFC的控制策略120

8.1 并网装置转换为UPFC后的潮流控制分析120

8.1.1 UPFC的电路拓扑结构120

8.1.2 系统各支路电压、电流关系121

8.1.3 UPFC系统内部功率流动分析122

8.2 仿真分析125

参考文献132

第9章 基于功率传递的并网装置在输电线路融冰中的应用研究133

9.1 输电线路覆冰的危害及防治措施133

9.2 自动融冰模式的控制策略及实现134

9.2.1 并网装置转变为UPFC进行线路融冰134

9.2.2 并网装置转变为SSSC进行线路融冰140

参考文献146

第10章 基于功率传递的并网装置容量计算147

10.1 背靠背VSC-HVDC并网装置容量及参数计算147

10.1.1 换流电抗器的参数计算147

10.1.2 VSC直流侧电容参数设计150

10.1.3 换流变压器153

10.1.4 系统传递有功功率与无功功率最大值计算153

10.2 UPFC容量的确定154

10.2.1 UPFC串联侧VSC的容量154

10.2.2 UPFC并联侧VSC的容量154

10.2.3 UPFC装置运行约束值的确定155

10.2.4 耦合变压器的容量155

10.2.5 直流电容的容量155

10.2.6 电感的选取156

10.3 STATCOM主电路参数的选取157

10.3.1 等值电阻的取值157

10.3.2 等值电抗的取值158

10.3.3 直流侧电容的取值158

10.4 仿真验证158

参考文献162

第11章 基于背靠背VSC-HVDC同期并网复合实验装置的设计与实现164

11.1 实验装置的设计与实现164

11.1.1 实验装置的主电路设计与实现164

11.1.2 实验装置的控制电路设计169

11.1.3 实验装置的控制及算法实现173

11.1.4 样机实验176

11.2 管理系统的设计与实现181

11.2.1 并网管理系统的整体设计181

11.2.2 系统的开发与实现183

参考文献197