柔性交流輸電系統(tǒng)

前言

　　世界范圍內(nèi)的財政和環(huán)境限制已開始影響電力系統(tǒng)的發(fā)展。環(huán)境保護(hù)的壓力已迫使靠近城市負(fù)荷中心的電站退出運(yùn)行，有的電站則需搬遷到郊外。因此，必須另外新建輸電線路來保證這些負(fù)荷中心的電能供給，而這些又必然使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行變得更加困難，成本也越來越高。正是由于這些因素，它改變了電力系統(tǒng)原來的運(yùn)行方式，并促使大量的電能通過互連網(wǎng)絡(luò)傳送。此外，交流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行還有許多內(nèi)在的靜態(tài)和動態(tài)限制，而這些限制又極大地制約了電能的傳輸，從而導(dǎo)致部分輸電資源的利用率較低、輸電出現(xiàn)瓶頸或擁塞，甚至還會對輸電設(shè)施產(chǎn)生附加損耗?！　≡缙诘牟⒙?lián)和串聯(lián)電容、電感，以及同步發(fā)電機(jī)等都是采用固定或是機(jī)械方式進(jìn)行連接，它們也曾經(jīng)解決過大量的問題。由于這些常規(guī)器件在現(xiàn)存的龐大互連網(wǎng)絡(luò)中的控制性能已遠(yuǎn)不能滿足運(yùn)行要求（其中，機(jī)械器件的磨損和較慢的響應(yīng)速度是問題的關(guān)鍵），因而也限制了它們的進(jìn)一步使用。21世紀(jì)的到來，更進(jìn)一步加劇了電力能源的供需矛盾，社會對能源的需求也越來越大，電網(wǎng)的互連度和吞吐容量也進(jìn)一步增加，它給潮流控制、系統(tǒng)穩(wěn)定性、容量擴(kuò)充等都帶來了不同程度的影響。正是在這樣的背景下，世界各國對節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)投入了大量的人力、物力對電網(wǎng)進(jìn)行升級改造，并通過更新電氣設(shè)備來減輕繁重輸電線路的緊張狀態(tài)。然而，從某種意義上來講，解決這一問題的最佳方式是，在現(xiàn)有輸電設(shè)施不變的前提下，使輸電線路和其他輸電設(shè)備盡可能工作在它們的極限容量附近，以提高電能傳輸?shù)男省?/pre>


內(nèi)容概要
柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）是電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的一個重要方面，它已出現(xiàn)在電能的生產(chǎn)、傳輸和使用的各個領(lǐng)域。大量的電力電子器件不僅提供了高速、可靠和先進(jìn)的開關(guān)技術(shù)，更為重要的是，借助于這些基于電力電子器件且具有革新概念的電力產(chǎn)品所提供的大量機(jī)會，使得電能的生產(chǎn)、傳輸和使用的質(zhì)量得到了有力的提高。本書以Narain G.Hingorani和Laszlo Gyugyi兩位著名學(xué)者合作編寫的著作為基礎(chǔ)。增加了麻省理工學(xué)院最新的相關(guān)教案，同時還收集了國內(nèi)外最新的有關(guān)研究資料以及作者本人在該領(lǐng)域的相關(guān)研究內(nèi)容。書中詳細(xì)介紹了基于電壓型和電流型逆變器的工作原理和實(shí)現(xiàn)方法，對具體的主要FACTS裝置的電路原理和工作特性都進(jìn)行了分析和說明，比如SVC、STATCOM、GCSC、TSSC、TCSC、SSSC、TCVR、TCPAR、UPFC以及IPFC等。書中所給出的有關(guān)特性、結(jié)論和原理反映了FACTS發(fā)展的最新研究內(nèi)容。    本書可作為電氣工程及其自動化專業(yè)、自動化專業(yè)和其他相近專業(yè)高年級的選修教科書，也可作為這些專業(yè)的研究生選用教材，對從事電力行業(yè)的廣大工程技術(shù)人員也是一本很好的參考書。



書籍目錄
前言第1章  柔性交流輸電系統(tǒng)的基本概念  1.1  概述  1.2  電能質(zhì)量的基本概念  1.3  輸電線路的互連    1.3.1  輸電線路互連的重要性    1.3.2  FACTS的機(jī)遇  1.4  交流輸電系統(tǒng)中的潮流    1.4.1  并行線路中的潮流    1.4.2  環(huán)網(wǎng)潮流  1.5  限制負(fù)荷容量的因素  1.6  輸電網(wǎng)絡(luò)互連的潮流和動態(tài)穩(wěn)定  1.7  有關(guān)參數(shù)控制的說明  1.8  FACTS控制器的基本類型  1.9  FACTS控制器的定義和功能簡介    1.9.1  FACTS控制器的功能簡介    1.9.2  并聯(lián)型控制器    1.9.3  串聯(lián)型控制器    1.9.4  串并聯(lián)組合型控制器    1.9.5  其他控制器  1.10  FACTS的發(fā)展歷史與應(yīng)用簡介    1.10.1  FACTS的發(fā)展概況    1.10.2  FACTS的應(yīng)用簡介  1.11  FACTS技術(shù)的優(yōu)勢  1.12  高壓直流輸電與FAC7S  復(fù)習(xí)思考題第2章  電網(wǎng)絡(luò)理論的基本概念  2.1  電網(wǎng)絡(luò)理論的回顧    2.1.1  網(wǎng)絡(luò)理論的基本定律    2.1.2  串并聯(lián)電路    2.1.3  回路方程與節(jié)點(diǎn)方程    2.1.4  線性疊加原理    2.1.5  戴維南與諾頓等效電路  2.2  二端口網(wǎng)絡(luò)  2.3  感性和容性電路元件    2.3.1  一階和二階暫態(tài)電路  　2.3.2  二階電路應(yīng)用舉例　2.4  交流線性網(wǎng)絡(luò)的潮流 　 2.4.1  正弦交流量表達(dá)式 　 2.4.2  阻抗  　2.4.3  系統(tǒng)函數(shù)與頻率響應(yīng)  　2.4.4　矢量法  　2.4.5  能量與功率 　 2.4.6  功率守恒 　 2.4.7  阻抗吸收的功率  　2.4.8  輸電線路的補(bǔ)償  　2.4.9  輸電線路的等效電路　2.5  多相電路 　 2.5.1  兩相系統(tǒng) 　 2.5.2  三相系統(tǒng) 　 2.5.3  線電壓　2.6　變壓器  　2.6.1  單相變壓器  　2.6.2  三相變壓器  　2.6.3  多相電路與單相電路的等效  　2.6.4  標(biāo)幺制　2.7　對稱分量法 　 2.7.1  對稱分量的轉(zhuǎn)換 　 2.7.2  阻抗的序 　 2.7.3  不平衡電源  　2.7.4不對稱故障　復(fù)習(xí)思考題第3章  電壓型變流器　3.1  電壓型變流器的基本概念　3.2  單相全波橋式變流器的運(yùn)行　3.3  單橋臂運(yùn)行　3.4  單相橋式方波電壓的諧波　3.5  三相全波橋式變流器  　3.5.1  變流器的運(yùn)行  　3.5.2  三相橋式變流器的基波和諧波  3.6  各相橋臂開關(guān)閥導(dǎo)通順序  3.7  12脈波變流器的變壓器聯(lián)結(jié)方式  3.8  24和48脈波變流器的運(yùn)行　3.9  三電平電壓型變流器  　3.9.1  三電平變流器的運(yùn)行  　3.9.2  三電平變流器的基波和諧波電壓    　3.9.3  橋臂并聯(lián)的三電平變流器　3.10  脈寬調(diào)制　3.11  諧波消除和電壓控制的一般技術(shù)　3.12  變流器額定容量的一般性解釋　復(fù)習(xí)思考題第4章  電流型自換相與線性換相變流器第5章  靜止并聯(lián)補(bǔ)償器SVC和STATCOM  第6章  靜止串聯(lián)補(bǔ)償器GCSC、TSSC、TCSC和SSSC  第7章  靜止電壓、相位角調(diào)節(jié)器：TCVR和TCPAR第8章　組合型補(bǔ)償器：統(tǒng)一潮流控制器和線間潮流控制器第9章　磁介質(zhì)的電磁特性及損耗參考文獻(xiàn)


章節(jié)摘錄
　　第1章　柔性交流輸電系統(tǒng)的基本概念　　1.1　概述　　柔性交流輸電系統(tǒng)，即FACTS（Flexible AC Transmission Systems）技術(shù)，是電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的一個重要方面，它已在電能的生產(chǎn)、傳輸和分配的各個環(huán)節(jié)都得到了應(yīng)用，是電力系統(tǒng)發(fā)展的一個重要里程碑。大量的電力電子器件不僅提供了高速、可靠和先進(jìn)的開關(guān)技術(shù)，更為重要的是，借助于這些基于電力電子器件且具有革新概念的電力產(chǎn)品所提供的大量機(jī)會，電能的生產(chǎn)、傳輸和使用的質(zhì)量得到了有力的提高?！　‰娏﹄娮蛹夹g(shù)與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)控制設(shè)備的結(jié)合，使電力系統(tǒng)中影響潮流分布的電壓、線路阻抗及功角這三個主要電氣參數(shù)能得到迅速調(diào)整。在不改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的前提下，F(xiàn)ACTS使網(wǎng)絡(luò)的功率傳輸能力以及對潮流和電壓的可控性大為提高，能對系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)中的一個或多個產(chǎn)生影響。








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