柔性電力系統(tǒng)中的電力電子技術(shù)

內(nèi)容概要

　　《柔性電力系統(tǒng)中的電力電子技術(shù)：電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用》是作者在以往多年為研究生講授“高等電力電子學(xué)”及“電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用”兩門課程講義的基礎(chǔ)上編寫的。本書基于電力系統(tǒng)的基本運(yùn)行特性和安全、經(jīng)濟(jì)、高效、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行要求，論述了電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)快速、靈活、精確、協(xié)調(diào)控制的基本原理，并在此基礎(chǔ)上深入分析了采用各類電力電子變換器和補(bǔ)償控制器后，電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性。本書可作為高等院校電氣工程及其自動化專業(yè)和相近專業(yè)本科生選修課程用書或研究生教學(xué)用書，也可作為從事電力系統(tǒng)設(shè)計、電力電子裝備研制和運(yùn)行管理的工程師的參考書。

書籍目錄

前言
第1章 電力系統(tǒng)的基本特性和運(yùn)行要求
1.1 電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展
1.2 電力系統(tǒng)的功率、功率損耗和電壓損耗
1.2.1 輸電系統(tǒng)中的功率
1.2.2 電力系統(tǒng)中的功率損耗
1.2.3 電力系統(tǒng)中的電壓損耗
1.3 同步發(fā)電機(jī)的功角特性、運(yùn)行穩(wěn)定性和極限輸電功率
1.3. 1發(fā)電機(jī)的功角特性
1.3.2 發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性和極限輸電功率
1.4 電力系統(tǒng)功率?電壓特性
1.4.1 負(fù)載的無功功率?電壓特性
1.4.2 線路電阻R≠0時輸電系統(tǒng)的功率電壓特性
1.4.3 線路電阻R=0時輸電系統(tǒng)的功率電壓特性
1.5 電力系統(tǒng)潮流和潮流控制
1.6 電力系統(tǒng)的特點(diǎn)、運(yùn)行問題和基本要求
1.7 柔性電力系統(tǒng)的基本概念
1.7.1 柔性交流輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)
1.7.2 柔性發(fā)電及儲能
1.7.3 負(fù)荷柔性用電及電能質(zhì)量控制
第2章 半導(dǎo)體開關(guān)型電力電子變換
2.1 實(shí)現(xiàn)電力變換和補(bǔ)償控制的兩類技術(shù)
2.2 電力電子開關(guān)器件
2.3 電力電子開關(guān)電路的基本類型
2.4 電壓變換基本開關(guān)電路
2.4.1 直流降壓（Buck）電路
2.4.2 直流升壓（Boost）電路
2.4.3 交流?交流晶閘管相控電壓變換電路
2.5 三相橋晶閘管相控整流和有源逆變電路
2.5.1 三相橋相控整流電路工作原理
2.5.2 三相橋有源逆變電路工作原理
2.6 交流?交流直接變頻電路
2.7 全控型開關(guān)管單相（H）橋脈寬調(diào)制（PWM）逆變和整流電路
2.7.1 單相（H）橋逆變電路脈寬調(diào)制（PWM）基本原理
2.7.2 單相（H）橋逆變電路正弦脈寬調(diào)制（SPWM）
2.7.3 單相（H）橋SPWM整流
2.8 雙電壓源三相交流系統(tǒng)不同坐標(biāo)系電壓平衡方程
2.8.1 三相靜止ABC坐標(biāo)系電壓平衡方程
2.8.2 兩相旋標(biāo)d、 q坐標(biāo)系和兩相靜止α、 β坐標(biāo)系的電壓平衡方程
2.8.3 不同坐標(biāo)系的功率方程
2.8.4 d、 q坐標(biāo)系和α、 β坐標(biāo)系的特點(diǎn)
2.9 全控型開關(guān)管三相橋脈寬調(diào)制逆變和整流電路
2.9.1 三相橋逆變和整流正弦脈寬調(diào)制（SPWM）工作原理和控制系統(tǒng)
2.9.2 三相橋逆變和整流電壓空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）工作原理和控制系統(tǒng)
2.10 電壓源型和電流源型逆變、整流電路的對比
2.11 實(shí)現(xiàn)高壓、大功率電力電子變換和補(bǔ)償控制的技術(shù)途徑
第3章 發(fā)電、配電和儲能系統(tǒng)中的電力電子技術(shù)
3.1 同步發(fā)電機(jī)的直流勵磁
3.1.1 同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的功能
3.1.2 同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的基本類型和電路結(jié)構(gòu)
3.2 變速恒頻抽水儲能電機(jī)和水力發(fā)電機(jī)交流勵磁系統(tǒng)
3.3 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、類型和運(yùn)行原理
3.3.1 風(fēng)力發(fā)電概況
3.3.2 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
3.3.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率調(diào)節(jié)
3.3.4 恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)
3.3.5 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)
3.4 并網(wǎng)運(yùn)行的變速恒頻雙饋異步發(fā)電機(jī)工作原理和控制系統(tǒng)
3.4.1 變速恒頻雙饋發(fā)電機(jī)在d、 q坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型
3.4.2 變速恒頻雙饋異步發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時定子、轉(zhuǎn)子功率流向
3.4.3 并網(wǎng)雙饋異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變流器按定子磁鏈定向的矢量控制系統(tǒng)
3.4.4 并網(wǎng)雙饋異步發(fā)電機(jī)定子側(cè)變流器按電網(wǎng)電壓定向的矢量控制系統(tǒng)
3.5 太陽能光伏發(fā)電
3.5.1 太陽能光伏發(fā)電概況
3.5.2 太陽能光伏電池
3.5.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)
3.5.4 光伏發(fā)電最大功率跟蹤控制
3.6 配電系統(tǒng)固態(tài)斷路器和限流器
3.6.1 機(jī)械?電子混合式斷路器
3.6.2 直流電路故障限流器
3.6.3 交流電路故障限流器
3.7 儲能系統(tǒng)中的電力電子變換器
3.7.1 儲能系統(tǒng)的功能和類型
3.7.2 超導(dǎo)儲能系統(tǒng)
3.7.3 電池儲能系統(tǒng)
第4章 高壓直流（HVDC）輸電系統(tǒng)
4.1 直流輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點(diǎn)
4.1.1 直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
4.1.2 直流輸電系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
4.2 高壓直流輸電系統(tǒng)中的相控整流和有源逆變電路特性
4.2.1 三相橋式6脈波相控整流和有源逆變
4.2.2 兩個相差30°的三相橋串聯(lián)成兩重化12脈波相控整流和有源逆變
4.2.3 三個相差20°的三相橋串聯(lián)成三重化18脈波相控整流和有源逆變
4.2.4 四個相差15°的三相橋串聯(lián)成四重化24脈波相控整流和有源逆變
4.3 直流輸電系統(tǒng)等效電路
4.4 直流輸電系統(tǒng)的基本控制原理和運(yùn)行特性
4.4.1 直流輸電系統(tǒng)的等效直流電源和等效負(fù)載特性
4.4.2 基本控制原理和運(yùn)行限制
4.4.3 整流器、逆變器的定電流控制和定關(guān)斷角控制
4.4.4 整流器和逆變器聯(lián)合協(xié)調(diào)控制
4.5 采用全控型開關(guān)器件電壓源型變換器的輕型直流輸電系統(tǒng)
第5章 電力系統(tǒng)并聯(lián)補(bǔ)償控制
5.1 電力系統(tǒng)并聯(lián)補(bǔ)償器的類型和功能
5.1.1 并聯(lián)補(bǔ)償器的類型
5.1.2 并聯(lián)無功補(bǔ)償?shù)墓δ?br />5.2 晶閘管控制阻抗型靜止無功補(bǔ)償器（SVC）
5.2.1 晶閘管投、切并聯(lián)電容器（TSC）
5.2.2 晶閘管相控并聯(lián)電抗器（TCR）
5.2.3 TSC、TCR投切、觸發(fā)控制基本原理
5.2.4 靜止無功補(bǔ)償器SVC控制策略
5.3 晶閘管控制制動電阻TCBR
5.4 電壓源變流器型靜止同步無功功率補(bǔ)償器（STATCOM）
5.4.1 電壓源變流器型靜止同步無功功率補(bǔ)償器（STATCOM）工作原理
5.4.2 高壓大容量靜止同步無功補(bǔ)償器（STATCOM）主電路結(jié)構(gòu)
5.4.3 STATCOM在d、q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型
5.4.4 STATCOM的控制策略和控制系統(tǒng)
5.5 STATCOM與晶閘管控制阻抗型靜止無功補(bǔ)償器SVC的比較
5.5.1 無功功率特性的比較
5.5.2 對提高輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性能力的比較
5.5.3 其他方面的比較
5.6 負(fù)荷三相不平衡補(bǔ)償控制
5.7 并聯(lián)型無源電力濾波器
5.7.1 并聯(lián)型無源電力濾波器的類型
5.7.2 并聯(lián)型無源LC濾波器基本特性
5.8 并聯(lián)型有源電力濾波器
5.8.1 并聯(lián)型有源電力濾波器基本工作原理
5.8.2 諧波電流ih和無功電流i1Q的檢測
5.8.3 控制系統(tǒng)框圖
5.8.4 并聯(lián)型有源電力濾波器的主電路結(jié)構(gòu)
5.8.5 無源和有源電力濾波器的組合使用
第6章 電力系統(tǒng)串聯(lián)補(bǔ)償控制
6.1 串聯(lián)補(bǔ)償?shù)念愋秃突竟δ?br />6.1.1 串聯(lián)補(bǔ)償?shù)念愋?br />6.1.2 串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)幕竟δ?br />6.2 晶閘管控制阻抗型串聯(lián)補(bǔ)償器
6.2.1 門極可關(guān)斷（GTO）晶閘管控制串聯(lián)電容器（GCSC）
6.2.2 晶閘管投、切串聯(lián)電容補(bǔ)償器（TSSC）
6.2.3 晶閘管控制串聯(lián)電容補(bǔ)償器（TCSC）
6.2.4 次同步諧振
6.2.5 GCSC、TSSC、TCSC基本的運(yùn)行控制方案
6.3 開關(guān)變流器型靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器（SCCC）
6.3.1 靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器基本原理
6.3.2 傳輸功率與傳輸角的函數(shù)關(guān)系
6.3.3 控制范圍與額定容量
6.3.4 提供有功補(bǔ)償?shù)哪芰?br />6.3.5 抑制次同步諧振
6.3.6 靜止同步串聯(lián)無功補(bǔ)償器的內(nèi)部控制和外部控制
6.3.7 動態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）
6.4 開關(guān)變流器型與可控阻抗型串聯(lián)補(bǔ)償裝置的對比
6.5 晶閘管控制的電壓與相角調(diào)節(jié)器（TCVR，TCPAR）
6.5.1 電壓與相角調(diào)節(jié)器的基本原理
6.5.2 采用相角調(diào)節(jié)器的潮流控制
6.5.3 相角調(diào)節(jié)器改進(jìn)暫態(tài)穩(wěn)定性能
6.5.4 相角調(diào)節(jié)器抑制系統(tǒng)振蕩
6.5.5 功能要求的總結(jié)
6.5.6 晶閘管控制的電壓與相角調(diào)節(jié)器的電路結(jié)構(gòu)
6.6 開關(guān)變流器型電壓和相角調(diào)節(jié)器
6.7 復(fù)合型相角調(diào)節(jié)器
第7章 柔性電力系統(tǒng)綜合補(bǔ)償控制
7.1 柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）控制器簡介
7.2 統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）
7.2.1 基本工作原理
7.2.2 常規(guī)的傳輸控制能力
7.2.3 有功和無功潮流的獨(dú)立控制
7.2.4 UPFC與串聯(lián)補(bǔ)償器和相角調(diào)節(jié)器的對比
7.2.5 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
7.2.6 調(diào)節(jié)P、Q潮流的基本控制系統(tǒng)
7.3 帶有相移變壓器的復(fù)合UPFC裝置
7.4 線間潮流控制器（IPFC）
7.5 線間潮流控制器（IPFC）與UPFC組合運(yùn)行
7.6 統(tǒng)一（綜合）電能質(zhì)量控制器（UPQC）
7.6.1 UPQC的電路結(jié)構(gòu)和功能
7.6.2 UPQC的控制策略
7.7 柔性電力系統(tǒng)廣域信息監(jiān)測、通信和協(xié)調(diào)控制
7.7.1 廣域信息監(jiān)測、通信和控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
7.7.2 同步采樣、同步相量形成和信息傳輸
7.7.3 柔性電力系統(tǒng)廣域信息監(jiān)測、通信和控制功能
柔性電力系統(tǒng)中電力電子裝備和系統(tǒng)
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參考文獻(xiàn)

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