高压交直流混联输电系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121334559

商品编码：29733046000

商品基本信息，请以下列介绍为准
商品名称：	高压交直流混联输电系统
作者：	刘一涛，穆永强主编
定价：	79.0
出版社：	电子工业出版社
出版日期：	2017-12-01
ISBN：	9787121334559
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版次：
装帧：
开本：	小16开

内容简介

本书介绍了高压交直流混联系统的发展及现状，在高压交直流混联系统的框架下阐述了高压交直流混联系统的特性，研究了高压直流电网接入对交流系统的影响。主要内容包括：高压交直流混联系统的经济特性分析，高压直流系统接入交流系统的运行方式，高压交直流混联系统故障分

电力系统的未来之翼：高压交直流混联输电系统 在我们日益依赖电力驱动的现代社会，输电系统如同无形的动脉，将发电厂产生的澎湃能量输送到千家万户。而随着电网规模的扩大、新能源的蓬勃发展以及跨区域能源互联互通需求的日益迫切，传统的输电模式正面临着前所未有的挑战。在这种背景下，一种集成了交流（AC）和直流（DC）输电优势的先进技术——高压交直流混联输电系统，正以前所未有的速度崛起，成为塑造未来电网格局的关键力量。 本书并非仅仅是对“高压交直流混联输电系统”这一技术名词的简单罗列，而是深入剖析这一复杂而精妙的系统，探究其诞生的必然性、发展的内在逻辑、技术的实现路径以及对整个电力行业带来的深远影响。我们将从宏观视角出发，逐步深入到微观的技术细节，力求为读者呈现一幅全面、立体、富有洞察力的系统图景。 第一部分：时代的选择——为何需要高压交直流混联输电系统 技术的进步往往是社会需求演变的直接产物。高压交直流混联输电系统的兴起，绝非偶然，而是源于对现有输电技术局限性的深刻认知以及对未来电力系统发展方向的精准把握。 1. 传统交流输电的优势与瓶颈： 交流输电作为电力工业发展的基石，其成熟度、经济性以及易于电压变换的特点，使其在很长一段时期内占据主导地位。然而，随着输电距离的增加，交流输电固有的电感和电容效应会带来功率传输能力下降、无功损耗增大、短路电流增大等一系列问题。尤其是在远距离、大容量输电场景下，这些瓶颈愈发凸显，限制了能源资源的优化配置和电网的互联互通。 2. 高压直流输电（HVDC）的崛起与局限： 为了克服交流输电的瓶颈，高压直流输电应运而生。其在远距离、大容量输电方面具有显著优势，传输损耗低，不产生无功功率，且易于实现异步交流电网间的互联。然而，直流输电在交流电网中的接入和汇集、故障隔离、以及作为区域电网间桥梁的灵活性等方面，仍存在一定的局限性。传统的直流输电多为点对点输送，在复杂电网中的应用和控制需要更高级的技术支持。 3. 新能源接入的挑战： 可再生能源，如风能和太阳能，具有波动性、间歇性和地理分散性的特点。大规模的新能源接入给电网的稳定运行带来了严峻考验。如何高效、可靠地将远离负荷中心的能源输送到需求地，如何平抑新能源的波动性，如何实现不同地区新能源的互补，都对输电技术提出了新的要求。 4. 电网互联互通的必然趋势： 随着全球能源战略的调整以及区域经济一体化的深入，建设更大范围、更高性能的电力互联网络已成为必然趋势。通过互联，可以实现跨区域的能源调度、风险共担、电网稳定性提升以及资源优化配置。而要实现不同频率、不同稳定性的交流电网之间的可靠互联，并同时兼顾直流输电的优势，混联输电系统便成为了理想的解决方案。 5. 智能化与信息化的需求： 现代电力系统正朝着智能化、信息化的方向发展。电网需要具备更强的感知、分析、决策和执行能力，以应对日益复杂的运行环境。混联输电系统作为一种高度集成化的输电技术，其控制和运行管理对智能化技术提出了更高的要求，同时也为智能化电网的建设提供了重要的支撑平台。 第二部分：技术基石——高压交直流混联输电系统的核心构成与原理 高压交直流混联输电系统并非简单地将交流和直流线路叠加，而是一个高度集成、相互协调的复杂系统。其核心在于对不同输电方式的优势进行巧妙融合，并借助先进的电力电子技术实现高效的能量转换和精确的系统控制。 1. 核心设备： 换流站（Converter Stations）： 这是混联输电系统的“心脏”。换流站通过高压直流换流器（HVDC Converter）实现交流电与直流电之间的相互转换。根据换流技术，主要分为晶闸管换流阀（LCC-HVDC）和电压源换流器（VSC-HVDC）。 LCC-HVDC： 成熟度高，成本相对较低，适用于大容量、远距离输电。但其换流过程需要交流系统的无功功率支持，且控制相对不如VSC灵活。 VSC-HVDC： 采用IGBT等电力电子器件，具有自换相能力，无需交流系统支持无功功率，甚至可以向交流系统提供无功功率。其控制灵活，动态响应速度快，更适合接入新能源、构建柔性直流电网以及实现异步交流电网间的互联。在混联系统中，VSC-HVDC的应用越来越广泛。 交流输电设备： 包括传统的变压器、断路器、隔离开关、线路等，用于连接交流母线和换流站。 直流输电设备： 包括直流线路、直流断路器（DC Breaker）、直流滤波器等。直流断路器是实现直流线路故障隔离的关键设备，对于保障混联系统的稳定运行至关重要。 2. 关键技术与原理： 交流/直流转换： 换流站的核心功能是将三相交流电转换为直流电（整流）或将直流电转换为三相交流电（逆变）。这个过程的效率、可靠性和控制精度直接影响整个系统的性能。 无功功率补偿与控制： 在LCC-HVDC系统中，无功功率的补偿至关重要。而在VSC-HVDC系统中，其主动的无功功率控制能力可以为交流系统提供灵活的支持，增强电网的稳定性。 直流线路的特性： 与交流线路不同，直流线路传输功率时不存在集肤效应和邻近效应，且输电能力不受线路长度的限制。 混联结构的优势实现： 柔性直流输电（Flexible AC Transmission Systems - FACTS）的融合： 混联输电系统常常与FACTS技术相结合， FACTS设备（如STATCOM、SVC、UPFC等）能够快速调节线路的电抗、电压和相位，增强交流系统的稳定性和输电能力。 多端直流输电（Multi-terminal HVDC - MTDC）的应用： 混联系统可以构建多端直流网络，实现多个交流系统或负荷之间的互联，进一步提升电网的灵活性和可靠性。 异步互联： VSC-HVDC能够轻松实现不同频率、不同相角的交流电网的互联，彻底打破了异步交流电网互联的限制，极大地促进了跨区域的电力互联。 故障隔离与保护： 引入直流断路器，可以快速隔离直流线路的故障，防止故障蔓延，保证其他部分的正常运行。 第三部分：系统之美——高压交直流混联输电系统的应用场景与价值 高压交直流混联输电系统的出现，为解决当前电力系统面临的诸多挑战提供了强大的技术支撑，其应用价值体现在多个层面。 1. 远距离、大容量输电： 结合HVDC的优势，能够高效、经济地将远离负荷中心的电源（如水电、风电、核电）输送到消费地，优化能源资源配置，降低输电成本。 2. 新能源并网： VSC-HVDC换流器可以平滑新能源的波动性，提供频率和电压支撑，提高新能源接纳能力，是建设大规模新能源基地的关键技术。 3. 电网互联互通： 区域电网互联： 实现不同省份、不同国家之间电网的互联，提高电网的整体可靠性、经济性，并能实现能源的互补和共享。 异步交流系统互联： 彻底解决了传统交流互联的难题，能够连接不同频率、不同稳定性的电网，构建更广阔的电力市场。 海上风电场并网： 将远离海岸的海上风电场能量高效、可靠地输送到陆地电网，是海上风电发展的关键支撑。 4. 提升电网稳定性与可靠性： 动态稳定控制： VSC-HVDC的快速响应能力可以提供有功和无功功率支持，有效抑制系统振荡，提升电网的动态稳定性。 故障隔离与鲁棒性： 合理的混联拓扑和直流断路器的应用，可以有效隔离故障，提高系统的鲁棒性和容错能力。 黑启动能力： 部分混联系统设计可以具备黑启动能力，在系统发生大面积停电后，能够快速恢复部分电网的运行。 5. 构建未来柔性直流电网（Grid of the Future）： 混联输电系统是构建未来智能化、柔性化电网的基础。通过多端直流互联、分布式电源接入以及与智能控制技术的结合，将实现更高效、更可靠、更灵活的电力传输和分配。 6. 减少电磁干扰和线路损耗： 直流输电线路传输损耗较低，且不产生电容效应，在一定程度上可以减少输电过程中的能量损耗和对通信线路的电磁干扰。 第四部分：挑战与展望——高压交直流混联输电系统的发展前沿与未来方向 尽管高压交直流混联输电系统已经取得了显著的成就，但其发展并非一蹴而就，仍然面临着诸多挑战，同时也孕育着更广阔的发展空间。 1. 技术挑战： 大功率、高电压直流断路器： 这是实现大规模混联直流系统安全可靠运行的关键技术，其研发和应用仍是重点。 换流器技术： 持续提高换流器的功率密度、效率、可靠性和降低成本，特别是宽禁带半导体器件（如SiC、GaN）在换流器中的应用，将带来革命性的变化。 控制保护策略： 面对日益复杂的混联拓扑结构和多变的运行工况，需要开发更先进、更智能的控制保护系统。 系统集成与协调： 如何更好地将交流系统、直流系统、FACTS设备以及新能源发电机组等有机集成，实现整体的最优运行，需要深入研究。 2. 经济性挑战： 尽管直流输电在远距离传输方面具有经济性优势，但换流站的初期投资成本仍然较高，如何通过技术进步和规模化应用降低整体成本，是推广应用的关键。 3. 标准化与互操作性： 随着混联输电系统的普及，建立统一的技术标准和接口规范，确保不同厂家设备之间的互操作性，对于构建大规模的电力互联至关重要。 4. 未来发展方向： 大规模柔性直流电网： 构建以柔性直流输电为核心的电网，实现电网的模块化、智能化和全域互联。 与储能技术的深度融合： 结合先进的储能技术，进一步提升电网的灵活性、可靠性和对新能源的消纳能力。 与大数据、人工智能的结合： 利用大数据分析和人工智能技术，实现对混联输电系统的预测性维护、智能调度和优化运行。 超级电网（Supergrid）的构建： 建设覆盖更大范围、更高能量传输能力的超级电网，实现全球能源资源的优化配置。 直流小岛（DC Island）的应用： 在特定区域或工业园区，构建直流供电网络，提高供电效率和可靠性。 结语： 高压交直流混联输电系统，是人类在电力输送领域智慧的结晶，是应对未来能源挑战的必然选择。本书旨在拨开其复杂的技术迷雾，揭示其蕴含的巨大能量和无限可能。通过深入浅出的分析，我们希望读者能够深刻理解这一前沿技术的核心价值，认识到其在塑造未来绿色、智能、可靠电力系统中所扮演的关键角色。它不仅仅是一项技术，更是通往可持续能源未来的关键桥梁，是点亮我们光明未来的科技之翼。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格相当学术化，我感觉作者在处理复杂概念时，似乎更倾向于使用严谨的工程术语和数学模型，而不是努力去“平易近人”地解释原理。阅读过程中，我好几次需要停下来，反复查阅一些基础电网理论的资料，才能跟上作者的思路。特别是涉及到高次谐波的建模和滤波设计那几个章节，那种深入到分子层面的分析，确实能看出作者扎实的理论功底，但对于刚入门的读者来说，门槛似乎有点高了。举个例子，书中关于等效电路参数推导的部分，涉及大量的矩阵运算和状态变量的选取，如果没有坚实的电力系统分析背景，很容易在细节上迷失方向。我个人更希望看到一些直观的物理图像或类比来辅助理解这些抽象的数学关系，毕竟，技术最终是要服务于工程实践的。这本书无疑是写给那些已经在电力系统领域深耕多年，需要精细化设计和故障分析的工程师或者研究生看的“教科书”，而不是一本普及性的入门读物。它更像是工具箱里的精密螺丝刀，只有在特定、高要求的场景下才能发挥其最大价值。

评分☆☆☆☆☆

我花了相当长的时间来研究书中关于柔性直流（HVDC）与交流（HVAC）系统动态特性相互作用的章节。我的核心兴趣点在于系统稳定性的边界条件是如何被引入和求解的。这本书给出的方法论非常系统化，它没有停留在传统的功角稳定分析层面，而是将电压稳定性和快速动态响应纳入了统一的框架内进行考量。然而，在实际应用案例的展示上，我觉得略显不足。书中的案例似乎都是基于非常理想化的测试系统模型，缺乏对现实电网中那些常见的非线性负载、传感器延迟以及控制系统饱和等“脏数据”的敏感性分析。如果能增加一两个包含复杂电网拓扑和实际运行约束的案例研究，比如针对跨区域联络线故障的快速切除策略，那这本书的实用价值将大大提升，能够更好地指导我们在复杂环境下设计鲁棒的控制策略。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示质量给我留下了深刻的印象，尽管内容本身很硬核，但视觉体验却非常专业。印刷质量上乘，纸张的触感很好，这对于需要长时间阅读和标记重点的读者来说至关重要。更值得称赞的是那些技术图表——那些关于潮流计算和暂态稳定的时域曲线图，线条清晰锐利，数据点的标记非常准确，即便是涉及到多尺度时间轴的对比，也能保持极高的可读性。不像有些技术书籍，图表模糊不清，让人费力去辨认那些本应一目了然的波形。不过，我注意到一个略微美中不足的地方，就是参考文献的格式似乎有些不统一，有些引用标注得非常详细，而有些则过于简洁，这在学术规范上稍显瑕疵。总体而言，出版社在制作这本专业书籍时，投入了足够的精力来确保物理成品达到行业内的高标准，这一点值得肯定。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事结构和逻辑推进方式，与其说是“教学”，不如说是“深入探讨”。它假设读者已经对电力系统有了一个全面的认知，然后直接跳入到混合输电系统特有的耦合效应中去。这种“开门见山”的方式虽然效率很高，但对于我这种习惯于循序渐进的学习者来说，初读时会感到有些“信息过载”。特别是关于不同控制系统间如何进行协调和解耦的部分，作者似乎完全依赖于读者自身的知识储备去搭建桥梁。我体会到，如果作者能加入一些简短的“回顾性小结”或者“知识点链接”，提示读者回顾一下某一特定领域的经典理论是如何被扩展到这个新环境中的，阅读体验会顺畅很多。它更像是给一个已经熟练掌握了单一系统分析的专家，提供了一份前沿的整合性研究报告，而不是一本面向广泛工程师群体的技术手册。

评分☆☆☆☆☆

从工程实践的角度来看，这本书提供了一个极其深入的理论框架，但我在查找如何将这些理论转化为实际工程参数时遇到了困难。书中详细阐述了新型换流器拓扑结构对电网暂态过程的影响机制，并给出了精确的数学模型。然而，当涉及到设备选型和参数整定的时候，我发现书中提供的信息相对比较抽象。例如，对于新型开关器件的开通/关断损耗模型，虽然推导严谨，但缺少与市场上主流供应商产品技术参数的对应关系说明。对于实际项目经理而言，他们更关心的是“在给定预算和技术限制下，如何根据这本书的理论指导，快速确定最优的控制器增益范围”。这本书更侧重于“为什么会这样”，而对于“如何做”的工程指导性建议稍显薄弱，更像是一份高水平的研究报告，而非可直接部署的工程实施指南。