可关断电流源型直流输电关键技术

本书围绕可关断电流源型直流输电的运行与控制展开深入研究。本书共5 章，详细阐述了新能源接入的直流换相失败影响机理分析、多馈入直流换相失败影响机理及抑制策略、可关断电流源换流器元件特性、抵御换相失败和故障自清除的新型LCC 换流技术、新型LCC 换流器与多类型设备协调控制策略等内容。通过理论分析、仿真建模和案例分析，探讨了如何利用可关断电流源型直流输电关键技术提高电网稳定性和运行效率。
本书可供电力系统技术人员、高等院校研究生阅读与研究使用。

赵静波，国网江苏省电力有限公司电力科学研究院系统及新能源技术中心，正高级工程师。

目录
前言
第1 章　新能源接入的直流换相失败影响机理分析 1
1.1 含光伏接入的直流换相失败影响机理分析 1
1.1.1 计及光伏运行影响的直流受端电网建模 1
1.1.2 光伏影响换流母线电压及谐波含量机制 4
1.1.3 光伏接入影响直流换相关键过程机理 10
1.1.4 仿真验证 17
1.2　含风电接入的直流换相失败影响机理分析 27
1.2.1 计及风电运行影响的直流受端电网建模 27
1.2.2 风电接入影响直流换相关键过程机理 30
1.2.3 仿真验证 32
第2 章　多馈入直流换相失败影响机理及抑制策略36
2.1 新能源接入对多馈入直流换相失败的影响规律 36
2.1.1 多馈入直流系统的拓扑结构 36
2.1.2 多馈入直流系统交互影响及换相失败机理 37
2.1.3 新能源接入影响多馈入直流换相失败过程及机理分析 40
2.1.4 仿真验证 43
2.2 提升多馈入直流换相失败免疫能力的控制策略 47
2.2.1 系统引发谐波的因素及交直流传递特性 47
2.2.2 考虑换相电压多次谐波分量的换相失败抑制策略 66
2.2.3 基于关断角紧急控制的后续换相失败抑制策略 86
2.2.4 基于某电网多馈入直流场景的换相失败抑制效果验证 93
目 录
第3 章　可关断电流源换流器元件特性99
3.1 自关断功率半导体器件电气特性以及温度特性 99
3.1.1 基本结构与工作原理 99
3.1.2 电气特性模拟 105
3.1.3 温度特性模拟 110
3.1.4　自关断功率半导体器件优缺点及选取依据 115
3.2 适用于新型LCC 换流器的功率半导体器件分析 117
3.2.1 器件功率损耗模型 117
3.2.2 器件可靠性及寿命预测 125
3.3 满足故障电流钳位约束条件的拓扑结构及其演变规律 135
3.3.1 电容、半导体器件、电阻的组合单元 136
3.3.2 电容型换相换流器 137
3.3.3 可控电网换相换流器 143
3.3.4 基于IGCT 的新型混合电网换相换流器 146
3.3.5 抵御换相失败的换流器拓扑演变规律 147
第4 章　抵御换相失败和故障自清除的新型LCC 换流技术 152
4.1 耗能型耦合可控LCC 拓扑 152
4.1.1 耗能型耦合可控LCC 拓扑工作原理 152
4.1.2 耗能型耦合可控LCC 拓扑叠流时间模型 154
4.1.3 耗能型耦合可控LCC 拓扑控制策略 157
4.1.4 耗能型耦合可控LCC 拓扑仿真验证 158
4.2 支路复用的新型可控LCC 拓扑研究 160
4.2.1 支路复用的新型可控LCC 原理及经济性分析 160
4.2.2　支路复用的新型可控LCC 叠流时间模型 163
4.2.3 支路复用的新型可控LCC 控制策略 167
4.2.4 不同新型LCC 换流器的直流故障阻断能力 168
4.2.5 支路复用的新型可控LCC 拓扑仿真验证 169
第5 章　新型LCC 换流器与多类型设备协调控制策略 176
5.1 新型LCC 直流运行特性分析 176
5.1.1 新型LCC 直流换流器有功无功特性分析 176
5.1.2 新型LCC 直流换流器故障特性分析 179
5.1.3 多目标的新型LCC 换流控制技术 183
5.1.4 仿真分析 186
5.2 基于新型LCC 与UPFC 的交流系统阻尼提升方法 187
5.2.1 鲁棒控制理论 187
5.2.2 基于辨识技术的系统小扰动建模 190
5.2.3 仿真验证 193
5.2.4 基于射影控制的阻尼提升策略 195
5.3 基于新型LCC 功率特性分析的不同直流协调控制策略 198
5.3.1 基于短路电流分析的VSC 与新型LCC 协调控制策略 198
5.3.2 基于新型LCC 级联型混合直流故障穿越方法 202
5.4 基于新型LCC 的协调支撑策略研究 205
5.4.1 提升系统稳定的新型LCC 紧急功率支援策略 205
5.4.2 新型LCC 及FACTS 有功无功故障应急支撑策略 208
参考文献 216