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| 編輯推薦： |
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一本详尽介绍世界上首条±800kV特高压柔性直流输电工程的著作。对于直流输电工程技术人员、运行维护和线路检修人员、直流输电设备生产和相关领域研究人员具有较大参考意义。
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柔性直流是继交流、常规直流之后，以电压源换流器为核心的新一代直流输电技术，也是目前世界上可控性*高、适应性最好的输电技术，被誉为“电力电子技术皇冠上的宝石”与“21世纪*为振奋人心的输电技术革命”。该技术为多端直流联网、大型城市中心负荷供电提供了一个崭新的解决方案，可向孤岛、边远地区等比较薄弱的电网安全、经济、高效地输电，是远海风电并网的最佳技术手段，也是构建智能电网和全球能源互联网*具特色的技术之一，将给输电方式和电网架构带来重要的变革。本书针对近年来蓬勃发展的特高压柔性直流输电技术，面向国家能源领域重大工程需求，基于已投运的中国南方电网公司乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程中形成的多项技术成果，对特高压柔性直流输电工程的基础理论和技术进行系统介绍，并对特高压多端、特高压大容量柔直、特高压常直柔直混合系统、特高压柔直长距离架空线路故障自清除等复杂、前沿的电网技术予以简介，同时还介绍了国内外柔性直流输电史上一些里程碑式的工程，使读者对特高压柔性直流输电技术从理论到实践有全面的了解。本书可作为从事直流输电工程的技术人员、运行维护和线路检修人员、直流输电设备生产和相关领域研究人员的参考书。
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前言第1章柔性直流输电概述11柔性直流输电的历史沿革12柔性直流与常规直流的比较13柔性直流输电的发展现状与面临的问题第2章特高压柔性直流输电系统主接线与运行特性21几种可行的构成方式211不同多端直流技术对比212受端交流故障对多端直流系统的影响213受端交流故障清除后多端直流系统的恢复特性22特高压混合多端直流阀组接线221特高压传统直流阀组接线222特高压柔性直流阀组接线23柔性直流换流阀拓扑结构231拓扑结构总述232不同拓扑结构的技术特性对比233不同拓扑结构的经济性对比234结论24柔直系统运行方式241可实现的运行方式及转换242柔性直流拓扑和阀组接线对运行方式的影响243第三端在线投入与退出方法244功率反送方法245结论25启动回路251启动回路简介252计算条件253换流器拓扑结构对启动特性的影响254启动回路设计255结论26主设备配置与参数261系统接线方案及主设备选取原则262功率器件263换流阀264阀控265阀冷却系统27混合三端直流方案电气主接线271昆北换流站电气主接线272柳北换流站电气主接线273龙门换流站电气主接线274直流线路测量系统布置及性能要求28混合三端直流主回路参数281基础数据282昆北换流站主回路参数计算283柳北换流站和龙门换流站主回路参数计算284各种主要运行方式下的主回路参数285极限运行电压计算286过负荷能力29本章小结第3章特高压柔性直流输电系统内过电压31接地极线路过电压311系统数据312常规直流方案接地极线路上产生的操作过电压313混合直流方案接地极线路上产生的操作过电压314结论32VSC侧典型故障下的过电压特性321双阀组接线方式322单阀组接线方式323结论33LCC侧典型故障下的过电压特性331LCC侧400kV母线接地故障332LCC侧高端阀组YY换流变压器阀侧接地故障333结论34系统电压特性与避雷器类型的关联341双阀组接线方式342单阀组接线方式35本章小结第4章特高压柔性直流输电系统雷电过电压特高压柔性直流输电系统过电压及绝缘配合目录41基础定义及方法411雷击方式412雷电流413雷击点42仿真计算模型421线路模型422杆塔模型423雷电模型424空气间隙闪络模型425避雷器模型426其他电气设备等效模型43昆北换流站直流侧过电压特性431反击侵入波过电压432绕击侵入波过电压433避雷器和设备绝缘水平参数44柳北换流站直流侧过电压特性441反击侵入波过电压442绕击侵入波过电压443避雷器和设备绝缘水平参数45龙门换流站直流侧过电压特性46本章小结第5章特高压柔性直流输电系统绝缘配合51绝缘配合流程与基本原则52绝缘配合参数521绝缘耐受电压522绝缘裕度523绝缘水平53绝缘配合计算与避雷器布置及选取531系统条件532避雷器配置原则533避雷器布置和参数的选择534换流站绝缘配合535常规直流换流站避雷器的保护水平、配合电流和能量536柔性直流换流站避雷器的保护水平、配合电流和能量54换流站保护水平、耐受电压和绝缘配合55空气间隙的选择方法551确定空气净距的原则552空气间隙选取的计算流程553空气净距大气条件修正方法554直流场空气净距56本章小结第6章特高压柔性直流输电新技术61特高压多端直流输电技术611串联方式612并联方式613级联与混合方式614多端直流输电系统和直流电网62特高压混合直流输电技术621混合直流主接线622混合直流换流器技术623混合直流拓扑结构624混合直流的启动与重启63特高压大容量柔性直流输电技术64长距离架空线路故障自清除技术641长距离架空线路柔性直流输电技术642直流故障清除方法概述643混合拓扑实现故障自清除技术65其他新兴技术651柔性直流输电试验技术652柔性直流输电电缆技术653直流送端孤岛系统黑启动技术654交直流混联技术66本章小结第7章典型柔性直流输电工程简介71国外典型柔性直流输电工程711赫尔斯扬试验性工程712卡普里维联网工程713传斯贝尔电缆工程714新信浓试验性工程72国内典型柔性直流输电工程721上海南汇柔性直流输电工程722南澳多端柔性直流输电工程723舟山多端直流输电工程724张北柔性直流输电工程725乌东德（昆柳龙）柔性多端直流输电工程73本章小结附录附录A主流3000A IGBT器件参数对比附录B换流阀技术参数列表附录C换流阀及其附属设备损耗功率表
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乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程线路是中国南方电网公司深入落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略，举全网之力，向建党100周年献礼的重要工程。乌东德工程全部建成后，每年可以增加输送西部清洁水电330亿kW·h，相当于减少标煤消耗约1000万t，减排二氧化碳2660万t。作为世界第七大水电站——乌东德水电站的主要送出“大动脉”，该工程从云南出发，跨过1452km的高山河湖，把电站丰沛的水电能源分别送往广东和广西的用电负荷中心。这一工程在科技创新上取得了重大的突破，是我国首个特高压多端直流示范工程，是世界上首个特高压柔性直流工程，也是目前世界上电压等级、输送容量的多端混合直流工程。在此之前，世界上柔性直流工程的电压等级为±500kV，该工程则提升到前所未有的±800kV。世界特高压输电技术从此迈进柔性直流的新时代。柔性直流输电技术在交流系统故障时，只要换流站交流母线电压不为零，系统的输送功率就不会中断，这在一定程度上避免了潮流的大范围转移，因此对交流系统的冲击比传统直流输电线路要小得多，是实现直流异步联网的有效手段，从根本上解决了传统交直流并联运行可能引起交流系统暂态失稳的问题。柔性直流输电技术可以消除采用传统直流输电技术进行高压远距离大功率输电的发展瓶颈，其突出优点在于：运行时不需要配置相当比例的昂贵无功补偿装置；不增加受端电网的短路电流水平，破解了交流线路因密集落点而造成的短路电流超限问题；大区电网之间采用直流线路异步互联，完全破解了所谓的“强直弱交”问题，避免了交直流并联输电系统直流线路故障时，潮流大范围转移而引发的连锁性故障。我国能源和负荷中心逆向分布，水电、煤电以及风电和太阳能资源等主要集中在西南部、西北部和北部地区，而负荷中心主要集中在中东部经济发达地区，为实现资源优化配置，解决煤电运力矛盾，促进新能源开发应用，保障国家能源安全供应，必须大力采用“电压等级高、输送容量大、送电距离长、运行损耗小”的输电技术，以实现西电东送和南北互供的电力分配格局。如内蒙古呼盟地区煤炭资源丰富，是我国重要的火电基地。未来为实现大规模的火电资源外送，可采用1个送端、2个受端的方式，将一部分电力送入辽宁负荷中心消纳，同时，将另一部分电力送入华北负荷中心（京津唐地区）消纳。展望未来，西藏水电将是我国今后重要的接续能源，其开发规模巨大，但输电走廊紧张，且藏东三江上游的单个水电规模较小，因此可利用多端直流输电形成多个送端的优势，将三江上游规模较小的电源汇集，通过多端直流输电方式送至多个受端，形成多送端、多受端的直流输电系统。因此，柔性直流输电技术将在我国西南水电、北部煤电以及远期的西藏水电的远距离、大容量电力输送中发挥重要作用，具有重大的发展潜力和应用前景。受器件开发和造价成本的限制，目前世界上柔性直流输电工程的输送容量都不太大，多用于短距离小容量电力传输或不适合应用交流输电的场合。随着受端多直流馈入问题日显严重、深海风电开发需求及无源弱系统地区送电规模的增加，迫切需要开发大容量柔性直流输电技术以满足现实需要。伴随高电压等级直流电缆、直流断路器和大电流IGBT器件的开发，柔性直流设备成本的下降，柔性直流输电技术将在远距离、弱系统、大容量输电领域发挥作用。在柔性直流输电技术完全成熟之后，可以构建柔性直流大电网，与交流电网互联运行。高压大容量柔性直流输电技术的应用将对我国未来电网的发展方式产生深远影响，并将成为坚强智能电网的重要组成部分。本书在写作过程中，得到中国南方电网超高压输电公司、南方电网科学研究院、华中科技大学、武汉智能装备工业技术研究院有限公司、西安西电电力系统有限公司等多家单位的大力支持，特别感谢中国西电集团公司首席科学家苟锐锋教授级高级工程师，IEC SC22F主席、西安高压电器研究院有限责任公司周会高教授级高级工程师，IET FELLOW、华中科技大学电气与电子工程学院胡家兵教授，武汉大学电气与自动化学院陈红坤教授等专家对本书初稿的审阅及斧正；同时，要感谢华中科技大学张紫珊、王可立、周颖等同学对本书图表的协助整理工作。特高压柔性直流输电系统过电压及绝缘配合前言编者谨向其他关心和帮助过本书编写的专家和朋友致以由衷的谢意，并感谢机械工业出版社在书稿校对、插图、版式设计等方面所提出的宝贵意见和所做的大量工作。由于编者水平有限，书中疏漏和不妥之处在所难免，敬请各位读者批评指正。
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