直流輸電系統(tǒng)的小信號穩(wěn)定性

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 傳統(tǒng)直流輸電 1
1.1.1 傳統(tǒng)直流輸電的發(fā)展 1
1.1.2 傳統(tǒng)直流輸電的特點 1
1.1.3 傳統(tǒng)直流輸電的應(yīng)用場景 3
1.2 柔性直流輸電 6
1.2.1 柔性直流輸電的發(fā)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(yīng)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(tǒng) 11
1.3.2 混合多端直流輸電系統(tǒng) 13
1.3.3 混合多饋入直流輸電系統(tǒng) 14
1.3.4 含STATCOM的LCC-HVDC系統(tǒng) 15
1.3.5 其他混合直流輸電系統(tǒng) 16
1.4 基于狀態(tài)空間模型的小信號穩(wěn)定性分析 18
1.4.1 小信號穩(wěn)定性的概念 18
1.4.2 小信號模型 19
1.4.3 特征根分析 21
1.4.4 參與因子分析 23
1.4.5 靈敏度分析 24
參考文獻(xiàn) 24
上篇 直流輸電系統(tǒng)的小信號模型
第2章 LCC-HVDC的小信號模型 29
2.1 LCC-HVDC系統(tǒng)的非線性狀態(tài)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(tǒng)模型的建立 31
2.1.3 控制系統(tǒng)模型的建立 34
2.2 LCC-HVDC系統(tǒng)的小信號模型及驗證 36
參考文獻(xiàn) 38
第3章 VSC-HVDC系統(tǒng)的小信號模型 39
3.1 兩電平VSC-HVDC系統(tǒng)的非線性狀態(tài)空間模型 39
3.1.1 換流器模型的建立 39
3.1.2 交流系統(tǒng)模型的建立 40
3.1.3 控制系統(tǒng)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(tǒng)的非線性狀態(tài)空間模型 43
3.2.1 考慮MMC內(nèi)部諧波動態(tài)過程的換流器模型的建立 45
3.2.2 考慮環(huán)流抑制的控制系統(tǒng)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(tǒng)的小信號模型及驗證 60
3.3.1 兩電平VSC系統(tǒng)小信號模型的驗證 60
3.3.2 MMC系統(tǒng)小信號模型的驗證 61
參考文獻(xiàn) 65
第4章 混合直流輸電系統(tǒng)的小信號模型 66
4.1 LCC-MMC型混合直流輸電系統(tǒng)的小信號模型 66
4.1.1 LCC-MMC型混合直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 66
4.1.2 LCC-MMC型混合直流輸電系統(tǒng)小信號模型的建立 67
4.1.3 LCC-MMC型混合直流輸電系統(tǒng)小信號模型的驗證 69
4.2 混合多端直流輸電系統(tǒng)的小信號模型 71
4.2.1 混合三端直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 71
4.2.2 混合三端直流輸電系統(tǒng)小信號模型的建立 72
4.2.3 混合三端直流輸電系統(tǒng)小信號模型的驗證 74
4.3 混合多饋入直流輸電系統(tǒng)的小信號模型 75
4.3.1 混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 76
4.3.2 混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)小信號模型的建立 77
4.3.3 混合雙饋入直流輸電系統(tǒng)小信號模型的驗證 79
4.4 含STATCOM的LCC-HVDC系統(tǒng)的小信號模型 81
4.4.1 含STATCOM的LCC-HVDC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 81
4.4.2 含STATCOM的LCC-HVDC系統(tǒng)小信號模型的建立 83
4.4.3 含STATCOM的LCC-HVDC系統(tǒng)小信號模型的驗證 85
4.5 其他混合直流輸電系統(tǒng)的小信號模型 88
參考文獻(xiàn) 88
第5章 柔性直流電網(wǎng)的小信號模型 89
5.1 柔性直流電網(wǎng)的非線性狀態(tài)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(wǎng)絡(luò)模型的建立 91
5.1.3 柔性直流電網(wǎng)非線性狀態(tài)空間模型的建立 92
5.1.4 柔性直流電網(wǎng)狀態(tài)空間模型的驗證 92
5.2 柔性直流電網(wǎng)的小信號模型及驗證 95
5.2.1 柔性直流電網(wǎng)小信號模型的建立 95
5.2.2 柔性直流電網(wǎng)小信號模型的驗證 96
參考文獻(xiàn) 97
下篇 直流輸電系統(tǒng)的小信號穩(wěn)定性分析
第6章 LCC-HVDC系統(tǒng)的小信號穩(wěn)定性 101
6.1 系統(tǒng)參數(shù) 101
6.2 鎖相環(huán)參數(shù)對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 101
6.2.1 PLL增益對系統(tǒng)小信號穩(wěn)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(tǒng)小信號穩(wěn)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(xiàn) 109
第7章 VSC-HVDC系統(tǒng)的小信號穩(wěn)定性 111
7.1 VSC-HVDC聯(lián)接弱交流電網(wǎng)時的小信號穩(wěn)定性 111
7.1.1 弱交流電網(wǎng)下VSC-HVDC系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的分析 111
7.1.2 弱交流電網(wǎng)下提高VSC-HVDC系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的控制方法 116
7.2 MMC-HVDC的小信號穩(wěn)定性 148
7.2.1 不同無功控制方式對MMC系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 148
7.2.2 臨界運(yùn)行短路比評估方法 161
參考文獻(xiàn) 164
第8章 LCC-MMC型混合直流輸電系統(tǒng)的小信號穩(wěn)定性 166
8.1 系統(tǒng)振蕩模態(tài)分析 166
8.2 主電路參數(shù)和控制系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 168
8.2.1 主電路參數(shù)的影響 168
8.2.2 控制系統(tǒng)參數(shù)的影響 173
8.3 提高系統(tǒng)穩(wěn)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 基于附加頻率-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(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 181
8.3.4 附加頻率-電壓阻尼控制對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響 188
參考文獻(xiàn) 189
第9章 混合多端直流輸電系統(tǒng)的小信號穩(wěn)定性 190
9.1 系統(tǒng)參數(shù) 190
9.2 系統(tǒng)振蕩模態(tài)分析 191
9.2.1 換流站與直流線路耦合模態(tài) 193
9.2.2 MMC換流站模態(tài) 195
9.3 交流系統(tǒng)強(qiáng)度對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 196
9.4 有功功率類控制環(huán)節(jié)對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 197
9.5 環(huán)流抑制控制器對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 200
參考文獻(xiàn) 201
第10章 混合多饋入直流輸電系統(tǒng)的小信號穩(wěn)定性 202
10.1 系統(tǒng)參數(shù) 202
10.2 主電路參數(shù)和控制系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 203
10.2.1 主電路參數(shù)的影響 203
10.2.2 控制系統(tǒng)參數(shù)的影響 205
10.3 提高系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的改進(jìn)協(xié)調(diào)控制方法 214
10.3.1 附加虛擬電阻阻尼控制方法 214
10.3.2 基于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(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 216
10.4 基于參數(shù)靈敏度的控制參數(shù)優(yōu)化方法 219
10.4.1 基于參數(shù)靈敏度的控制參數(shù)優(yōu)化流程 219
10.4.2 基于參數(shù)靈敏度的控制參數(shù)優(yōu)化效果 221
參考文獻(xiàn) 225
第11章 含STATCOM的LCC-HVDC系統(tǒng)的小信號穩(wěn)定性 227
11.1 系統(tǒng)參數(shù) 227
11.2 控制系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 228
11.2.1 PLL增益對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 228
11.2.2 LCC控制系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 230
11.2.3 STATCOM控制系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 231
11.2.4 不同控制系統(tǒng)之間的耦合影響分析 233
11.3 STATCOM對LCC-HVDC系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的影響 234
11.3.1 STATCOM對LCC-HVDC系統(tǒng)控制參數(shù)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(tǒng)功率傳輸極限的影響 241
11.4 提高系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的改進(jìn)協(xié)調(diào)控制方法 243
11.4.1 附加阻尼協(xié)調(diào)控制方法 243
11.4.2 基于附加阻尼協(xié)調(diào)控制的小信號模型及驗證 244
11.4.3 附加阻尼協(xié)調(diào)控制對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響 245
11.4.4 附加阻尼協(xié)調(diào)控制對系統(tǒng)暫態(tài)特性的影響 249
參考文獻(xiàn) 252
第12章 柔性直流電網(wǎng)的小信號穩(wěn)定性 253
12.1 系統(tǒng)參數(shù) 253
12.2 交流系統(tǒng)參數(shù)對柔性直流電網(wǎng)小信號穩(wěn)定性的影響 254
12.2.1 交流系統(tǒng)短路比對柔性直流電網(wǎng)小信號穩(wěn)定性的影響 254
12.2.2 交流系統(tǒng)阻抗角對柔性直流電網(wǎng)小信號穩(wěn)定性的影響 261
12.3 控制系統(tǒng)參數(shù)與交流系統(tǒng)臨界短路比的耦合影響 273
12.3.1 主導(dǎo)模態(tài)的控制參數(shù)靈敏度分析 273
12.3.2 靈敏參數(shù)對交流系統(tǒng)臨界短路比的影響 276
參考文獻(xiàn) 281