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第1章 绪论1

1.1 直流输电技术的发展概况1

1.2 柔性直流输电技术简介5

1.2.1 柔性直流输电技术的基本原理5

1.2.2 柔性直流输电系统构成方式10

1.2.3 柔性直流输电系统的特点17

1.3 柔性直流输电和常规直流输电的对比21

1.3.1 换流站21

1.3.2 输电线路24

1.3.3 控制性能25

1.3.4 与交流电网的关系26

1.3.5 多端直流输电27

1.3.6 技术经济性27

1.3.7 对环境的影响29

1.4 主要应用领域及应用前景32

1.4.1 柔性直流输电的应用领域32

1.4.2 柔性直流输电的适用场合34

1.4.3 柔性直流输电的发展前景35

第2章 核心部件的拓扑结构43

2.1 电压源换流器概述43

2.2 两电平换流器46

2.2.1 拓扑结构及基本原理46

2.2.2 PWM48

2.3 PWM调制的工作原理及特性49

2.3.1 工作原理49

2.3.2 特性分析50

2.4 调制方式51

2.4.1 两电平电压源换流器调制方式51

2.4.2 多电平电压源换流器调制方式59

第3章 柔性直流输电系统特性63

3.1 概述63

3.2 系统特性65

3.2.1 潮流特性65

3.2.2 联结变压器的调节72

3.2.3 输送能力74

3.3 柔性直流输电系统的控制方式81

3.4 柔性直流输电系统的接线方式82

3.4.1 交流侧接线方式82

3.4.2 直流侧接线方式83

第4章 柔性直流输电系统的损耗和谐波87

4.1 柔性直流输电系统损耗87

4.1.1 柔性直流输电系统损耗计算方法87

4.1.2 柔性直流输电系统损耗的分类88

4.1.3 主设备损耗89

4.1.4 换流站其他辅助设备损耗101

4.2 柔性直流输电系统谐波101

4.2.1 换流器的谐波102

4.2.2 谐波的危害103

4.2.3 减小谐波的方法104

4.2.4 换流站交流侧滤波系统105

4.2.5 换流站直流侧滤波系统113

第5章 柔性直流输电系统的控制体系117

5.1 控制系统概述117

5.2 柔性直流输电系统级控制119

5.3 柔性直流输电换流站级控制121

5.3.1 间接电流控制122

5.3.2 直接电流控制126

5.3.3 其他环节135

5.4 柔性直流输电换流阀级控制136

5.4.1 阀元件137

5.4.2 阀结构145

5.4.3 触发脉冲生成171

5.4.4 阀的触发技术171

5.5 柔性直流输电系统的启动控制174

第6章 柔性直流输电系统的故障与保护177

6.1 概述177

6.2 故障介绍178

6.2.1 换流站内部故障178

6.2.2 交流系统故障186

6.2.3 直流系统故障189

6.3 柔性直流输电的保护系统配置192

6.3.1 保护系统配置原则192

6.3.2 换流站的分区保护配置193

第7章 柔性直流输电系统试验197

7.1 概述197

7.2 型式试验198

7.3 功率模块试验199

7.3.1 功率模块换流试验200

7.3.2 功率模块热试验203

7.3.3 功率模块短路保护试验208

7.3.4 功率模块功能试验210

7.3.5 功率模块阀串压力测试215

7.3.6 功率模块局部放电及耐压试验216

7.4 阀支架绝缘试验219

7.4.1 阀支架直流耐压试验220

7.4.2 阀支架交流耐压试验220

7.4.3 阀支架操作冲击试验221

7.4.4 阀支架雷电冲击试验221

7.5 背靠背样机试验222

7.5.1 背靠背样机研制的目的和意义222

7.5.2 背靠背样机的系统构成222

7.5.3 背靠背样机主电路设计224

7.5.4 背靠背样机保护配置228

7.5.5 背靠背样机仿真分析228

7.6 动模样机试验233

7.6.1 动模试验样机研制的目的和意义234

7.6.2 动模试验样机的系统构成234

7.6.3 动模试验样机主电路设计235

7.6.4 动模试验样机保护配置237

7.6.5 动模试验样机仿真分析238

7.7 阀控试验242

7.7.1 一般检查和测试242

7.7.2 绝缘性能试验242

7.7.3 控制及保护功能试验243

7.7.4 运行试验244

7.7.5 性能试验245

7.7.6 可听噪声测试248

7.7.7 控制器电磁兼容和环境试验249

7.7.8 其他试验251

7.8 整机全电压试验252

7.8.1 试验目的252

7.8.2 试验系统构成253

7.8.3 试验项目和试验要求254

第8章 柔性直流技术的工程应用261

8.1 柔性直流技术在输电网中的应用261

8.1.1 输电网应用概述261

8.1.2 电网互联262

8.1.3 城市供电268

8.1.4 背靠背应用271

8.1.5 风电场接入274

8.2 柔性直流技术在配电网中的应用278

8.2.1 当前配电网面临的问题278

8.2.2 柔性直流技术应用于配电网的目的280

8.2.3 柔性直流技术可以满足配电网的运行条件282

8.2.4 直流配电网的应用论证283

8.3 柔性直流在孤岛或者弱电网中的应用286

8.4 微电网应用288

8.4.1 微网概念289

8.4.2 微网并网及其意义289

8.4.3 交流直接连接290

8.4.4 经电压源换流器（VSC）的微网并网连接291

8.5 多端柔性直流输电技术292

8.5.1 不同直流输电技术在建立多端网络时的差异293

8.5.2 多端直流的发展概况和工程实例294

8.5.3 多端柔性直流的连接拓扑296

8.5.4 多端柔性直流的稳态控制296

8.6 直流断路器304

8.6.1 高压直流断路器技术基本要求306

8.6.2 高压直流断路器的主要技术307

8.6.3 ABB最新高压直流断路器技术311

8.6.4 高压直流断路器关键技术及难点314

第9章 配电网示范工程317

9.1 概述317

9.2 文昌油田柔直输电项目319

9.2.1 方案概述319

9.2.2 设计参数320

9.2.3 主设备321

9.2.4 运行方式327

9.2.5 整机调试327

9.2.6 项目总结331

9.3 贵州配电网柔直输电项目332

9.3.1 系统设计332

9.3.2 一次电气设计341

9.3.3 控制保护系统设计342

9.3.4 工程整体性能特点345

9.3.5 出厂试验347

9.3.6 项目管理350

参考文献352