《高壓直流輸電系統》系統地介紹高壓直流輸電系統的原理、性能和分析方法�！陡邏褐绷鬏旊娤到y》分為兩大部分，共11章。第一部分是高壓直流輸電系統的基礎，由第1～6章組成。第1章簡要介紹高壓直流輸電系統概況；第2章闡述換流器理論及特性方程；第3章描述高壓直流輸電系統的基本控制原理及其特性；第4章介紹高壓直流輸電系統的諧波及其抑制；第5章闡述高壓直流輸電系統的故障和保護；第6章簡要介紹多端和多饋入直流輸電系統。第二部分是高壓直流輸電系統的理論分析和應用，由第7～11章組成。第7章描述高壓交直流輸電系統的數學模型；第8章進行高壓交直流系統的潮流分析；第9章介紹交流系統和直流系統的交互作用；第10章深入討論高壓交直流系統的性能分析和控制；第11章較詳細地闡述高壓交直流輸電系統的仿真。
《高壓直流輸電系統》可作為高等院校電氣工程及其自動化專業高年級本科生和研究生的教材或參考書，也可供電力系統規劃、設計、運行和管理人員參考。
光陰荏苒，《高壓直流輸電系統的運行和控制》（科學出版社，1998）一書出版迄今已10年有余了。當時曾指出“隨著我國電網的迅速發展，各大區之間的聯網勢在必行，采用交直流輸電系統成為必然趨勢”。在此期間，高壓直流輸電系統在我國發展十分迅猛，南方電網已形成大規模交直流互聯電網，而且正在發展士800kV特高壓直流的骨干網架。云廣土800kV直流輸電工程的額定輸電容量為5000MW，該工程在2009年實現單極投運，2010年實現雙極投運。金沙江一期工程溪洛渡、向家壩水電站至華中、華東三回士800kV特高壓直流輸變電工程也在規劃和建設之中。我國已成為世界上直流輸電線路最多、直流輸送容量最大的國家。由此形成的大規模交直流電力系統，其運行的復雜性和難度在國際上是罕見的。由于高壓直流輸電系統具有十分重要的意義，所以有關的理論和技術研究已經成為近年來的熱門課題，并且取得了許多新的進展和成果。但是，還有許多問題有待深入研究。如果說《高壓直流輸電系統的運行和控制》一書僅是我國高壓直流輸電系統發展高潮之初的拋磚引玉之作，尚有掛一漏萬和許多不足之虞，那么希望本書能結合這些新的進展和成果以及作者近年的教學和科研成果，在高壓直流輸電系統的理論和方法的系統性及完整性上能有些許的補漏拾遺，對讀者有所裨益。
本書分為兩大部分，共11章。
第一部分是高壓直流輸電系統的基礎，由第1～6章組成。第1章簡要地介紹高壓直流輸電系統概況、高壓直流輸電運行特性及其與交流輸電的比較、高壓直流輸電系統的結構和元件；第2章闡述換流器理論及特性方程；第3章描述高壓直流輸電系統的基本控制原理及其特性；第4章介紹高壓直流輸電系統的諧波及其抑制；第5章闡述高壓直流輸電系統的故障和保護；第6章簡要介紹多端和多饋入直流輸電系統。
第二部分是高壓直流輸電系統的理論分析和應用，由第7～11章組成。第7章主要描述高壓交直流輸電系統的數學模型、穩定性研究中高壓直流輸電系統模型選擇的一般原則；第8章詳細闡述高壓交直流潮流的順序解法和統一解法；第9章介紹交流系統強弱的評估方法、與弱交流系統相連的直流系統運行相關的問題等；第10章深入討論有關交直流輸電系統的性能分析及其控制方法；第11章較詳細地闡述有關高壓交直流輸電系統仿真的有關理論和方法。
為了使讀者更為全面和系統地學習掌握高壓直流輸電系統的原理、性能和分析方法，本書在《高壓直流輸電系統的運行和控制》一書的基礎上作了較大的改動，并增添了新內容。
前言
第1章 緒論
1.1 高壓直流輸電概況
1.2 高壓直流輸電運行特性及其與交流輸電的比較
1.2.1 技術性能
1.2.2 可靠性
1.2.3 經濟性
1.3 高壓直流輸電系統的結構和元件
1.3.1 高壓直流聯絡線的分類
1.3.2 高壓直流輸電系統的元件
第2章 換流器理論及特性方程
2.1 閥特性
2.2 換流器電路分析
2.2.1 忽略電源電感的分析
2.2.2 包括換相疊弧的分析
2.3 整流器和逆變器的工作方式
2.4 交流量和直流量之間的關系
2.5 換流變壓器的額定值
2.6 多橋換流器
第3章 高壓直流輸電系統的基本控制原理及其特性
3.1 基本控制的原理
3.1.1 基本控制方程及其選擇
3.1.2 控制特性
3.1.3 基本控制原理的概括
3.2 控制系統的實現
3.3 啟動、停運和潮流的逆轉
3.3.1 閥的閉鎖和旁路
3.3.2 啟動、停運和潮流的逆轉原理
第4章 高壓直流輸電系統的諧波及其抑制
4.1 高壓直流輸電系統的諧波
4.1.1 換流站交流側特征諧波
4.1.2 換流站直流側特征諧波
4.1.3 非特征諧波
4.2 諧波抑制裝置的選擇
4.2.1 濾波裝置
4.2.2 平波電抗器
4.3 交流濾波器設計
4.3.1 設計的一般考慮
4.3.2 各種濾波器的設計
4.4 直流側濾波器設計
第5章 高壓直流輸電系統的故障和保護
5.1 換流器的異常運行
5.1.1 失通、誤通
5.1.2 換相失敗
5.1.3 整流站內部短路
5.2 交流和直流系統故障的響應
5.2.1 直流線路故障
5.2.2 換流器故障
5.2.3 交流系統故障
5.3 高壓直流輸電系統主要保護的配置
5.3.1 故障及其影響
5.3.2 保護的原則
5.3.3 換流器控制的保護功能
5.3.4 傳輸線的行波保護
5.3.5 差動保護
5.3.6 過電流保護
5.3.7 其他特殊保護
5.3.8 裝置保護
第6章 多端和多饋入直流輸電系統
6.1 多端直流輸電系統的結構和控制特性
6.1.1 多端直流網絡的結構
6.1.2 基本控制特性
6.2 多端直流控制系統的組成
6.2.1 主控制
6.2.2 極控制
6.3 多饋人直流輸電系統
6.3.1 多饋入直流輸電系統的分類
6.3.2 多饋入直流輸電系統的相關問題
第7章 高壓交直流輸電系統的數學模型
7.1 高壓直流輸電系統的元件模型
7.1.1 換流器的穩態模型
7.1.2 直流控制器的模型
7.1.3 直流網絡的模型
7.1.4 交流網絡的模型
7.1.5 交直流系統的接口
7.2 高壓直流輸電系統的線性狀態空間模型
7.2.1 概述
7.2.2 直流網絡和換流器模型
7.2.3 控制模型
7.3 穩定性研究中高壓直流輸電系統模型選擇的一般原則
7.3.1 直流系統模型
7.3.2 建模細節選擇的導則
第8章 高壓交直流系統的潮流分析
8.1 交直流潮流問題和直流標幺系統
8.1.1 交直流潮流問題的數學描述
8.1.2 直流系統標幺方程
8.2 交直流潮流的順序解法
8.2.1 換流器的穩態方程
8.2.2 在高壓側母線處交流和直流接口
8.2.3 在低壓側母線處交流和直流接口
8.2.4 計及換流站的損耗
8.3 交直流潮流的統一解法
8.3.1 交直流潮流
8.3.2 消除變量法
第9章 交流系統和直流系統的交互作用
9.1 交流系統強弱和交互作用的評估
9.1.1 短路比和有效短路比
9.1.2 多饋入交互作用因子
9.1.3 有效慣性常數
9.1.4 無功功率和交流系統的強度
9.2 與弱交流系統相關的問題及其分析
9.2.1 與弱交流系統相連的直流系統運行相關的問題
9.2.2 與弱交流系統相關問題的解決方案
9.3 換相失敗及其預防
9.3.1 換相失敗的機理
9.3.2 影響換相失敗的因素
9.3.3 換相失敗的預防控制
9.4 諧波不穩定性及其抑制
9.4.1 諧波不穩定性的機理
9.4.2 諧波不穩定的研究方法
9.4.3 諧波不穩定的抑制方法
9.5 動態過電壓和控制設備
9.5.1 動態過電壓判據，
9.5.2 試驗系統及其電壓控制設備
9.5.3 電壓控制和故障恢復性能的比較
第10章 高壓交直流系統的性能分析和控制
10.1 中點接入HVDC和FACTS的長輸電線的功率傳輸能力
10.1.1 簡化模型分析
10.1.2 長輸電線傳輸能力
10.1.3 換流變壓器的影響
10.1.4 數字仿真測試
10.2 直流系統對功率振蕩的阻尼作用
10.2.1 HVDC聯絡線接于交流聯絡線中間的系統
10.2.2 交、直流聯絡線并行系統
10.2.3 高壓直流系統約束的影響
10.3 交直流相互作用的小信號分析
10.3.1 交直流系統的小信號模型
10.3.2 交直流相互作用的分析
10.4 換流器的無功功率和電壓控制
10.4.1 換流器常規控制下的無功功率需求
10.4.2 直流換流器的P-Q圖
10.4.3 直流換流器用于電壓控制
10.4.4 用直流換流器和SVC進行電壓控制的比較
10.4.5 無功功率調節的實例
10.5 基于電壓穩定因子的電壓穩定性分析
10.5.1 暫態電壓穩定性的概念
10.5.2 電壓穩定性因子
10.5.3 VSF和Pd-Id曲線之間的關系
10.5.4 控制引起的電壓振蕩
10.5.5 暫態交流電壓現象的小結
10.6 電壓穩定性的特征值分析
10.6.1 特征值分析方法
10.6.2 多饋入HVDC系統的電壓穩定分析
10.7 扭矩相互作用和次同步振蕩
10.7.1 概述
10.7.2 機組作用系數法
10.7.3 時域和頻域相結合的次同步振蕩分析
10.7.4 基于Prony辨識的次同步振蕩分析和控制
第11章 高壓交直流輸電系統的仿真
11.1 概述
11.2 高壓直流輸電系統的電磁暫態仿真
11.2.1 EMTP和換流器模塊
11.2.2 網絡模型和解法的選擇
11.2.3 換流器模塊的仿真方法
11.3 多速率仿真技術
11.3.1 概述
11.3.2 單速率積分
11.3.3 多速率方法
11.3.4 系統分割
11.3.5 算例研究
11.4 數字控制器與電力電子設備接口的實時仿真
11.4.1 問題的描述
11.4.2 實時數字仿真器與數字控制器的接口
11.4.3 算例研究
參考文獻
附錄用于高壓直流系統控制研究的標準模型
A.1 第一個CIGREHVDC標準模型
A.2 修改的CIGREHVDC標準模型
1.2.1 技術性能
高壓直流輸電系統具有下列運行特性：
1）功率傳輸特性
隨著輸送容量不斷增長，穩定問題越來越成為交流輸電的制約因素。為了滿足穩定問題，通常需采取串補、靜補、調相機、開關站等措施，有時甚至不得不提高輸電電壓。但是，這將增加很多電氣設備，代價是昂貴的。
直流輸電沒有相位和功角，當然也就不存在穩定問題，只要電壓降、網損等技術指標符合要求，就可達到傳輸的目的，無須考慮穩定問題，這是直流輸電的重要特點，也是它的一大優勢。
2）線路故障時的自防護能力
交流線路單相接地后，其消除過程一般為0.4～0.8s，加上重合閘時間，0.6～1s恢復。
直流線路單極接地，整流、逆變兩側晶閘管閥立即閉鎖，電壓降到零，迫使直流電流降到零，故障電弧熄滅不存在電流無法過零的困難，直流線路單極故障的恢復時間一般為0.2～0.35s。
從自身恢復的能力看，交流線路采用單相重合閘，需要滿足單相瞬時穩定才能恢復供電，直流則不存在此限制條件。
若線路上發生的故障在重合（直流為再啟動）中重燃，交流線路就三相跳閘了。直流線路則可用降壓方式來進行第二、第三次再啟動，創造線路消除故障、恢復正常運行的條件。對于單片絕緣子損壞，交流必然三相切除，直流則可降壓運行，且大都能取得成功。
因此，對于占線路故障80％～90％的單相（或單極）瞬時接地而言，直流比交流具有響應快、恢復時間短、不受穩定制約、可多次再啟動和降壓運行來創造消除故障恢復正常運行條件等多方面優點。
3）過負荷能力
通常交流輸電線路具有較高的持續運行能力，受發熱條件限制的允許最大連續電流比正常輸送功率大得多，其最大輸送容量往往受穩定極限控制。
直流線路也有一定的過負荷能力，受制約的往往是換流站。通常分2h過負荷能力、10s過負荷能力和固有過負荷能力等。前兩者葛上直流工程分別為10％和25％，后者視環境溫度而異。
總的來說，就過負荷能力而言，交流有更大的靈活性。直流如果需要具有更大的過負荷能力，則必須在設備選型時預先考慮，此時需要增加投資。
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