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目次
商品簡介
直流輸電系統憑藉其良好的技術經濟優勢，在跨區域電力輸送、電網異步互聯、新能源並網等領域得到了廣泛應用，保障其穩定運行是國民經濟和社會發展的重大需求。
《直流輸電系統的小信號穩定性》針對不同類型的直流輸電系統探討小信號穩定性，以期為直流輸電的系統設計和參數選擇提供理論指導。《直流輸電系統的小信號穩定性》分為上下篇，上篇重點介紹直流輸電系統小信號模型的建立方法，下篇重點探討不同類型直流輸電系統的小信號穩定性。《直流輸電系統的小信號穩定性》所涉及的直流輸電類型包括傳統直流輸電、柔性直流輸電、混合直流輸電（LCC-MMC型混合直流輸電、混合多端直流輸電、混合多饋入直流輸電、含STATCOM的LCC-HVDC）、柔性直流電網。
《直流輸電系統的小信號穩定性》針對不同類型的直流輸電系統探討小信號穩定性，以期為直流輸電的系統設計和參數選擇提供理論指導。《直流輸電系統的小信號穩定性》分為上下篇，上篇重點介紹直流輸電系統小信號模型的建立方法，下篇重點探討不同類型直流輸電系統的小信號穩定性。《直流輸電系統的小信號穩定性》所涉及的直流輸電類型包括傳統直流輸電、柔性直流輸電、混合直流輸電（LCC-MMC型混合直流輸電、混合多端直流輸電、混合多饋入直流輸電、含STATCOM的LCC-HVDC）、柔性直流電網。
目次
目錄
前言
第1章緒論1
1.1傳統直流輸電1
1.1.1傳統直流輸電的發展1
1.1.2傳統直流輸電的特點1
1.1.3傳統直流輸電的應用場景3
1.2柔性直流輸電6
1.2.1柔性直流輸電的發展6
1.2.2柔性直流輸電的特點6
1.2.3柔性直流輸電的應用場景8
1.3混合直流輸電11
1.3.1一端LCC一端VSC的混合直流輸電系統11
1.3.2混合多端直流輸電系統13
1.3.3混合多饋入直流輸電系統14
1.3.4含STATCOM的LCC-HVDC系統15
1.3.5其他混合直流輸電系統16
1.4基於狀態空間模型的小信號穩定性分析18
1.4.1小信號穩定性的概念18
1.4.2小信號模型19
1.4.3特徵根分析21
1.4.4參與因子分析23
1.4.5靈敏度分析24
參考文獻24
上篇直流輸電系統的小信號模型
第2章LCC-HVDC的小信號模型29
2.1 LCC-HVDC系統的非線性狀態空間模型29
2.1.1換流器模型的建立30
2.1.2交直流系統模型的建立31
2.1.3控制系統模型的建立34
2.2 LCC-HVDC系統的小信號模型及驗證36
參考文獻38
第3章VSC-HVDC系統的小信號模型39
3.1兩電平VSC-HVDC系統的非線性狀態空間模型39
3.1.1換流器模型的建立39
3.1.2交流系統模型的建立40
3.1.3控制系統模型的建立41
3.1.4兩電平VSC換流站模型的建立43
3.2 MMC-HVDC系統的非線性狀態空間模型43
3.2.1考慮MMC內部諧波動態過程的換流器模型的建立45
3.2.2考慮環流抑制的控制系統模型的建立56
3.2.3 MMC換流站模型的建立59
3.3 VSC- HVDC系統的小信號模型及驗證60
3.3.1兩電平VSC系統小信號模型的驗證60
3.3.2 MMC系統小信號模型的驗證61
參考文獻65
第4章混合直流輸電系統的小信號模型66
4.1 LCC-MMC型混合直流輸電系統的小信號模型66
4.1.1 LCC-MMC型混合直流輸電系統的結構66
4.1.2 LCC-MMC型混合直流輸電系統小信號模型的建立67
4.1.3 LCC-MMC型混合直流輸電系統小信號模 的驗證69
4.2混合多端直流輸電系統的小信號模型71
4.2.1混合三端直流輸電系統的結構71
4.2.2混合三端直流輸電系統小信號模型的建立72
4.2.3混合三端直流輸電系統小信號模型的驗證74
4.3混合多饋入直流輸電系統的小信號模型75
4.3.1混合雙饋入直流輸電系統的結構76
4.3.2混合雙饋入直流輸電系統小信號模型的建立77
4.3.3混合雙饋入直流輸電系統小信號模型的驗證79
4.4含STATCOM的LCC-HVDC系統的小信號模型81
4.4.1含STATCOM的LCC-HVDC系統的結構81
4.4.2含STATCOM的LCC-HVDC系統小信號模型的建立83
4.4.3含STATCOM的LCC- HVDC系統小信號模型的驗證85
4.5其他混合直流輸電系統的小信號模型88
參考文獻88
第5章柔性直流電網的小信號模型89
5.1柔性直流電網的非線性狀態空間模型89
5.1.1單個MMC換流站模型的建立90
5.1.2直流架空線網絡模型的建立91
5.1.3柔性直流電網非線性狀態空間模型的建立92
5.1.4柔性直流電網狀態空間模型的驗 92
5.2柔性直流電網的小信號模型及驗證95
5.2.1柔性直流電網小信號模型的建立95
5.2.2柔性直流電網小信號模型的驗證96
參考文獻97
下篇直流輸電系統的小信號穩定性分析
第6章LCC-HVDC系統的小信號穩定性101
6.1系統參數101
6.2鎖相環參數對系統小信號穩定性的影響101
6.2.1 PLL增益對系統小信號穩定性的影響101
6.2.2 SCR對PLL增益可行域的影響103
6.3定直流電壓控制器對系統小信號穩定性的影響104
6.4 PLL增益對功率傳輸極限及臨界短路比的影響107
參考文獻109
第7章VSC-HVDC系統的小信號穩定性111
7.1 VSC-HVDC聯接弱交流電網時的小信號穩定性111
7.1.1弱交流電網下VSC-HVDC系統小信號穩定性的分析111
7.1.2弱交流電網下提高VSC-HVDC系統小信號穩定性的控制方法116
7.2 MMC-HVDC的小信號穩定性148
7.2.1不同無功控制方式對MMC系統小信號穩定性的影響148
7.2.2臨界運行短路比評估方法161
參考文獻164
第8章LCC-MMC型混合直流輸電系統的小信號穩定性166
8.1系統振盪模態分析166
8.2主電路參數和控制系統參數對系統小信 穩定性的影響168
8.2.1主電路參數的影響168
8.2.2控制系統參數的影響173
8.3提高系統穩定裕度的附加控制方法179
8.3.1附加頻率-電壓阻尼控制方法179
8.3.2基於附加頻率-電壓阻尼控制的小信號模型及驗證180
8.3.3附加頻率-電壓阻尼控制對系統小信號穩定性的影響181
8.3.4附加頻率-電壓阻尼控制對系統動態特性的影響188
參考文獻189
第9章混合多端直流輸電系統的小信號穩定性190
9.1系統參數190
9.2系統振盪模態分析191
9.2.1換流站與直流線路耦合模態193
9.2.2 MMC換流站模態195
9.3交流系統強度對系統小信號穩定性的影響196
9.4有功功率類控制環節對系統小信號穩定性的影響197
9.5環流抑制控制器對系統小信號穩定性的影響200
參考文獻201
第10章混合多饋入直流輸電系統的小信號穩定性202
10.1系統參數202
10.2主電路參數和控制系統參數對系統小信號穩定性的影響203
10.2.1主電路參數的影響203
10.2.2控制系統參數的影響205
10.3提高系統穩定裕度的改進協調控制方法214
10.3.1附加虛 擬電阻阻尼控制方法214
10.3.2基於附加虛擬電阻阻尼控制方法的小信號模型及驗證214
10.3.3附加虛擬電阻阻尼控制對系統小信號穩定性的影響216
10.4基於參數靈敏度的控制參數優化方法219
10.4.1基於參數靈敏度的控制參數優化流程219
10.4.2基於參數靈敏度的控制參數優化效果221
參考文獻225
第11章含STATCOM的LCC-HVDC系統的小信號穩定性227
11.1系統參數227
11.2控制系統參數對系統小信號穩定性的影響228
11.2.1 PLL增益對系統小信號穩定性的影響228
11.2.2 LCC控制系統參數對系統小信號穩定性的影響230
11.2.3 STATCOM控制系統參數對系統小信號穩定性的影響231
11.2.4不同控制系統之間的耦合影響分析233
11.3 STATCOM對LCC-HVDC系統穩定裕度的影響234
11.3.1 STATCOM對LCC-HVDC系統控制參數可行域的影響234
11.3.2 STATCOM在不同SCR下對PLL增益可行域的影響239
11.3.3 STATCOM對系統功率傳輸極限的影響241
11.4提高系統穩定裕度的改進協調控制方法243
11.4. 1附加阻尼協調控制方法243
11.4.2基於附加阻尼協調控制的小信號模型及驗證244
11.4.3附 加阻尼協調控制對系統小信號穩定性的影響245
11.4.4附加阻尼協調控制對系統暫態特性的影響249
參考文獻252
第12章柔性直流電網的小信號穩定性253
12.1系統參數253
12.2交流系統參數對柔性直流電網小信號穩定性的影響254
12.2.1交流系統短路比對柔性直流電網小信號穩定性的影響254
12.2 .2交流系統阻抗角對柔性直流電網小信號穩定性的影響261
12.3控制系統參數與交流系統臨界短路比的耦合影響273
12.3.1主導模態的控制參數靈敏度分析273
12.3.2靈敏參數對交流系統臨界短路比的影響276
參考文獻281
前言
第1章緒論1
1.1傳統直流輸電1
1.1.1傳統直流輸電的發展1
1.1.2傳統直流輸電的特點1
1.1.3傳統直流輸電的應用場景3
1.2柔性直流輸電6
1.2.1柔性直流輸電的發展6
1.2.2柔性直流輸電的特點6
1.2.3柔性直流輸電的應用場景8
1.3混合直流輸電11
1.3.1一端LCC一端VSC的混合直流輸電系統11
1.3.2混合多端直流輸電系統13
1.3.3混合多饋入直流輸電系統14
1.3.4含STATCOM的LCC-HVDC系統15
1.3.5其他混合直流輸電系統16
1.4基於狀態空間模型的小信號穩定性分析18
1.4.1小信號穩定性的概念18
1.4.2小信號模型19
1.4.3特徵根分析21
1.4.4參與因子分析23
1.4.5靈敏度分析24
參考文獻24
上篇直流輸電系統的小信號模型
第2章LCC-HVDC的小信號模型29
2.1 LCC-HVDC系統的非線性狀態空間模型29
2.1.1換流器模型的建立30
2.1.2交直流系統模型的建立31
2.1.3控制系統模型的建立34
2.2 LCC-HVDC系統的小信號模型及驗證36
參考文獻38
第3章VSC-HVDC系統的小信號模型39
3.1兩電平VSC-HVDC系統的非線性狀態空間模型39
3.1.1換流器模型的建立39
3.1.2交流系統模型的建立40
3.1.3控制系統模型的建立41
3.1.4兩電平VSC換流站模型的建立43
3.2 MMC-HVDC系統的非線性狀態空間模型43
3.2.1考慮MMC內部諧波動態過程的換流器模型的建立45
3.2.2考慮環流抑制的控制系統模型的建立56
3.2.3 MMC換流站模型的建立59
3.3 VSC- HVDC系統的小信號模型及驗證60
3.3.1兩電平VSC系統小信號模型的驗證60
3.3.2 MMC系統小信號模型的驗證61
參考文獻65
第4章混合直流輸電系統的小信號模型66
4.1 LCC-MMC型混合直流輸電系統的小信號模型66
4.1.1 LCC-MMC型混合直流輸電系統的結構66
4.1.2 LCC-MMC型混合直流輸電系統小信號模型的建立67
4.1.3 LCC-MMC型混合直流輸電系統小信號模 的驗證69
4.2混合多端直流輸電系統的小信號模型71
4.2.1混合三端直流輸電系統的結構71
4.2.2混合三端直流輸電系統小信號模型的建立72
4.2.3混合三端直流輸電系統小信號模型的驗證74
4.3混合多饋入直流輸電系統的小信號模型75
4.3.1混合雙饋入直流輸電系統的結構76
4.3.2混合雙饋入直流輸電系統小信號模型的建立77
4.3.3混合雙饋入直流輸電系統小信號模型的驗證79
4.4含STATCOM的LCC-HVDC系統的小信號模型81
4.4.1含STATCOM的LCC-HVDC系統的結構81
4.4.2含STATCOM的LCC-HVDC系統小信號模型的建立83
4.4.3含STATCOM的LCC- HVDC系統小信號模型的驗證85
4.5其他混合直流輸電系統的小信號模型88
參考文獻88
第5章柔性直流電網的小信號模型89
5.1柔性直流電網的非線性狀態空間模型89
5.1.1單個MMC換流站模型的建立90
5.1.2直流架空線網絡模型的建立91
5.1.3柔性直流電網非線性狀態空間模型的建立92
5.1.4柔性直流電網狀態空間模型的驗 92
5.2柔性直流電網的小信號模型及驗證95
5.2.1柔性直流電網小信號模型的建立95
5.2.2柔性直流電網小信號模型的驗證96
參考文獻97
下篇直流輸電系統的小信號穩定性分析
第6章LCC-HVDC系統的小信號穩定性101
6.1系統參數101
6.2鎖相環參數對系統小信號穩定性的影響101
6.2.1 PLL增益對系統小信號穩定性的影響101
6.2.2 SCR對PLL增益可行域的影響103
6.3定直流電壓控制器對系統小信號穩定性的影響104
6.4 PLL增益對功率傳輸極限及臨界短路比的影響107
參考文獻109
第7章VSC-HVDC系統的小信號穩定性111
7.1 VSC-HVDC聯接弱交流電網時的小信號穩定性111
7.1.1弱交流電網下VSC-HVDC系統小信號穩定性的分析111
7.1.2弱交流電網下提高VSC-HVDC系統小信號穩定性的控制方法116
7.2 MMC-HVDC的小信號穩定性148
7.2.1不同無功控制方式對MMC系統小信號穩定性的影響148
7.2.2臨界運行短路比評估方法161
參考文獻164
第8章LCC-MMC型混合直流輸電系統的小信號穩定性166
8.1系統振盪模態分析166
8.2主電路參數和控制系統參數對系統小信 穩定性的影響168
8.2.1主電路參數的影響168
8.2.2控制系統參數的影響173
8.3提高系統穩定裕度的附加控制方法179
8.3.1附加頻率-電壓阻尼控制方法179
8.3.2基於附加頻率-電壓阻尼控制的小信號模型及驗證180
8.3.3附加頻率-電壓阻尼控制對系統小信號穩定性的影響181
8.3.4附加頻率-電壓阻尼控制對系統動態特性的影響188
參考文獻189
第9章混合多端直流輸電系統的小信號穩定性190
9.1系統參數190
9.2系統振盪模態分析191
9.2.1換流站與直流線路耦合模態193
9.2.2 MMC換流站模態195
9.3交流系統強度對系統小信號穩定性的影響196
9.4有功功率類控制環節對系統小信號穩定性的影響197
9.5環流抑制控制器對系統小信號穩定性的影響200
參考文獻201
第10章混合多饋入直流輸電系統的小信號穩定性202
10.1系統參數202
10.2主電路參數和控制系統參數對系統小信號穩定性的影響203
10.2.1主電路參數的影響203
10.2.2控制系統參數的影響205
10.3提高系統穩定裕度的改進協調控制方法214
10.3.1附加虛 擬電阻阻尼控制方法214
10.3.2基於附加虛擬電阻阻尼控制方法的小信號模型及驗證214
10.3.3附加虛擬電阻阻尼控制對系統小信號穩定性的影響216
10.4基於參數靈敏度的控制參數優化方法219
10.4.1基於參數靈敏度的控制參數優化流程219
10.4.2基於參數靈敏度的控制參數優化效果221
參考文獻225
第11章含STATCOM的LCC-HVDC系統的小信號穩定性227
11.1系統參數227
11.2控制系統參數對系統小信號穩定性的影響228
11.2.1 PLL增益對系統小信號穩定性的影響228
11.2.2 LCC控制系統參數對系統小信號穩定性的影響230
11.2.3 STATCOM控制系統參數對系統小信號穩定性的影響231
11.2.4不同控制系統之間的耦合影響分析233
11.3 STATCOM對LCC-HVDC系統穩定裕度的影響234
11.3.1 STATCOM對LCC-HVDC系統控制參數可行域的影響234
11.3.2 STATCOM在不同SCR下對PLL增益可行域的影響239
11.3.3 STATCOM對系統功率傳輸極限的影響241
11.4提高系統穩定裕度的改進協調控制方法243
11.4. 1附加阻尼協調控制方法243
11.4.2基於附加阻尼協調控制的小信號模型及驗證244
11.4.3附 加阻尼協調控制對系統小信號穩定性的影響245
11.4.4附加阻尼協調控制對系統暫態特性的影響249
參考文獻252
第12章柔性直流電網的小信號穩定性253
12.1系統參數253
12.2交流系統參數對柔性直流電網小信號穩定性的影響254
12.2.1交流系統短路比對柔性直流電網小信號穩定性的影響254
12.2 .2交流系統阻抗角對柔性直流電網小信號穩定性的影響261
12.3控制系統參數與交流系統臨界短路比的耦合影響273
12.3.1主導模態的控制參數靈敏度分析273
12.3.2靈敏參數對交流系統臨界短路比的影響276
參考文獻281
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