高压交直流混联输电系统

　　本书介绍了高压交直流混联系统的发展及现状，在高压交直流混联系统的框架下阐述了高压交直流混联系统的特性，重点研究了高压直流电网接入对交流系统的影响。主要内容包括：高压交直流混联系统的经济特性分析，高压直流系统接入交流系统的运行方式，高压交直流混联系统故障分析，高压交直流混联电网故障对交流继电保护的影响，高压交直流混联电网直流偏磁的来源与影响，高压交直流混联系统仿真分析。本书注重理论分析和工程应用，适合作为从事高压交直流混联电力系统的科研、规划、设计和运行人员的参考用书，也适合作为高等学校电力系统专业的参考书。

　　高庆忠，男，硕士，副教授，研究方向为：电力电子及电气传动、电力系统故障诊断等。毕业于东北电力大学，现任沈阳工程学院自动化学院系主任，发表论文EI检索6篇，SCI检索1篇，发明专利1项，实用新型专利2项，主持辽宁省教育厅项目1项，参与国家基金项目2项。参与省级教研项目5项。

目 录
第1章 高压输电的发展 1
1．1 电网发展历程 3
1．2 电网互联现状 8
1．3 未来电网发展 12
1．4 特高压输电发展动因 16
1．5 特高压电压等级选择的原则 21
1．6 国外特高压输电发展情况 26
1．7 国内特高压输电发展情况 30
1．7．1 中国特高压交流输电技术的发展 30
1．7．2 中国特高压直流输电技术的发展 32
第2章 高压交直流输电系统特性与经济分析 37
2．1 交流输电系统特性 39
2．1．1 可靠性与稳定性 39
2．1．2 输电特性与输电能力 41
2．2 直流输电系统特性 47
2．2．1 可靠性与稳定性 47
2．2．2 输电特性与输电能力 49
2．3 特高压交直流混合电网特征 51
2．4 交直流输电的经济性分析 54
2．4．1 交流特高压/超高压输电的经济性比较 54
2．4．2 交流/直流特高压输电的经济性比较 56
2．5 交流/直流特高压输电的适用场合 59
第3章 高压交直流混联系统特点及影响 65
3．1 直流系统接入交流系统的安全稳定 67
3．1．1 交流系统对直流系统运行的支撑 67
3．1．2 特高压直流系统接入交流系统的方式 68
3．1．3 特高压直流系统与交流系统的相互影响 70
3．2 交直流混联电网运行特征 73
3．2．1 直流电网运行特点 73
3．2．2 受端电网运行特性 79
3．3 交直流混联系统的相互影响 81
3．3．1 交直流混联电网相互影响途径 81
3．3．2 交直流混联电网相互影响评价 82
3．3．3 慢速变化工况 84
3．3．4 快速变化工况 85
第4章 高压交直流混联电网故障分析 91
4．1 故障特征变异的概念 93
4．2 基于竞争的故障特征变异机理分析 96
4．2．1 竞争的基本分析方法 96
4．2．2 交直流系统电气竞争范围分析 97
4．3 扰动下直流系统动态特性分析 99
4．3．1 直流系统电气量的扰动强度分析 100
4．3．2 直流系统电气量的特征分析 103
4．4 交直流混联电网故障对交流保护的影响 105
4．4．1 变化量方向元件 105
4．4．2 零序元件 109
4．4．3 负序元件 111
4．4．4 距离元件 118
4．4．5 差动元件 122
4．5 交流系统不接地故障时直流系统变化对交流零序保护的影响 126
4．6 交流系统接地故障时直流系统变化对交流零序保护的影响 130
4．7 交直流混联电网故障暂态功率导向分析 133
4．7．1 暂态快速功率倒向机理研究 133
4．7．2 影响保护动作的因素分析 138
4．8 保护运行环境对保护动作行为的影响及建议 142
4．8．1 纵联保护通道分析 142
4．8．2 正、反方向元件灵敏度的考虑 145
4．8．3 系统中运行交流保护的建议 147
第5章 高压交直流混联电网直流偏磁 149
5．1 直流偏磁的物理现象及来源 151
5．1．1 直流偏磁的物理现象 151
5．1．2 直流偏磁的来源 152
5．2 直流偏磁的影响 156
5．2．1 直流偏磁对系统的影响 156
5．2．2 直流偏磁对变压器的影响 158
5．2．3 直流偏磁产生的谐波对电容器的影响 165
5．3 变压器直流偏磁的影响 167
5．3．1 变压器结构对变压器偏磁影响 167
5．3．2 变压器直流偏磁对继电保护的影响 169
5．4 变压器直流偏磁的抑制措施 171
5．4．1 反向电流法 173
5．4．2 变压器电阻法 177
5．4．3 接电容器抑制法 178
5．5 直流偏磁抑制措施比较及其对继电保护的影响 183
5．5．1 受中性点串联电阻或电容影响的变压器和线路保护 184
5．5．2 中性点串联电阻法对继电保护的影响 187
第6章 高压交直流混联电网潮流计算分析 193
6．1 交直流混联系统潮流计算中换流器标幺值方程 195
6．2 交直流电力系统数学模型 199
6．3 交直流混联系统潮流计算的牛顿迭代法 202
6．3．1 整流侧定电流控制和逆变侧定电压控制 204
6．3．2 整流侧定电流控制和逆变侧定关断角控制 205
6．4 交直流混联系统潮流计算的快速解耦法 208
6．4．1 整流侧定电流控制和逆变侧定电压控制 209
6．4．2 整流侧定电流控制和逆变侧定关断角控制 209
6．5 交直流混联系统潮流计算示例 211
第7章 高压交直流混联电网系统仿真 215
7．1 电磁暂态与机电暂态数字仿真初始化 217
7．1．1 发电机及其控制器的初始化问题 217
7．1．2 直流输电系统的初始化问题 219
7．1．3 输电线路的初始化问题 220
7．1．4 负荷的初始化问题 220
7．2 交直流混联电网电磁暂态数字仿真 222
7．2．1 交直流电力系统电磁暂态数字仿真的实现途径 222
7．2．2 用于模型离散化的常用数值积分公式及其特点 224
7．2．3 集中参数元件的离散化伴随模型 227
7．2．4 集中参数多相输电线路的离散化伴随模型 229
7．2．5 分布参数单根无损线的Bergeron模型 231
7．2．6 分布参数单根小损耗线路的Dommel模型 233
7．2．7 分布参数多相耦合输电线路的K． C． Lee模型 236
7．2．8 分布参数多相耦合输电线路的扩展Bergeron模型 240
7．2．9 输电线路电磁暂态计算示例 244
7．3 交直流混联电网机电暂态数字仿真 246
7．3．1 交直流电力系统机电暂态仿真的基本原理 246
7．3．2 直流输电系统的响应特性模型 247
7．3．3 机电暂态仿真中与发电机模拟相关的几个问题 249
参考文献 257