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| 編輯推薦： |
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随着新能源的大规模并网，在以特高压线路为主干的复杂电力网络中，电压调节、潮流优化控制等变得越来越困难。Sen Transformer (ST)作为电磁式统一潮流控制器的典型代表，具有经济性好、可靠性高和运行维护费用低等优点，是解决电压调节、潮流控制问题的一条重要途径。本书是一本针对ST电磁解析模型等稳态和暂态模型，剖析ST的内部电磁特性、调控特性等较为完整的图书。相信本书一定能对于该领域的进一步理论研究与技术开发工作有所帮助。
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| 內容簡介： |
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《二次绕组反相SEN Transformer潮流控制理论与方法》针对SEN Transformer的电磁解析模型等稳态和暂态模型，剖析了SEN Transformer的内部电磁特性、调控特性等，具体内容包括引言、考虑多绕组耦合的ST电磁解析模型、基于对偶原理的三相五柱式SEN Transformer准稳态模型、基于UMEC的双芯SEN Transformer电磁暂态模型、EST的工作原理和有载调压分接头置位算法、适用于统一迭代潮流计算的EST稳态模型、含EST的电网优化潮流控制策略研究、基于电子式有载分接开关的扩展型SEN Transformer开关暂态建模及分析、不同潮流控制模式下EST的短路电流分析、基于电子式有载分接开关的扩展型SEN Transformer的保护系统研究、双芯扩展型SEN Transformer的控制系统设计研究、结论与建议等。
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| 目錄：
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前言第1章引言 1 第2章1.1 课题背景及意义 1 第3章1.2 国内外研究现状 3 1.2.1 电磁式潮流控制装置原理概述 3 1.2.2 ST及其变种的研究现状 7 1.2.3 ST及其变种的控制系统研究 8 1.2.4 电子式有载分接开关及其保护系统的研究现状 8 第2章 考虑多绕组耦合的ST电磁解析模型 12 2.1 工作原理 12 2.2 ST电磁耦合模型 12 2.2.1 ST的磁路结构分析 12 2.2.2 磁路等效计算模型 15 2.3 ST电气解析模型 16 2.4 算例分析 18 2.4.1 算例1:ST电磁解析计算 18 2.4.2 算例2:ST串联电压补偿时域仿真 22 2.5 本章小结 24 第3章 基于对偶原理的三相五柱式SEN Transform er准稳态模型 25 3.1 三相五柱式ST的准稳态模型 25 3.1.1 工作原理 25 3.1.2 三相五柱式ST的磁路结构分析 25 3.1.3 三相五柱式ST的计算模型 27 3.1.4 三相五柱式ST的电气解析模型 28 3.2 模型参数计算 29 3.2.1 铁心参数 29 3.2.2 电感参数 29 3.3 算例分析 30 3.3.1 算例1:模型验证 30 3.3.2 算例2:三相五柱式ST在故障情况下的短路电流 32 3.3.3 算例3:不同铁心结构的ST在不平衡负载情况下的比较 33 3.4 结论 34 第4章 基于UMEC的双芯SEN Transform er电磁暂态模型 35 4.1 TCST的结构与原理 35 4.2 TCST的电磁暂态模型 36 4.2.1 TCST串联变压器的电磁暂态模型 36 4.2.2 TCST励磁变压器的电磁暂态模型 38 4.2.3 参数计算 40 4.2.4 TCST暂态仿真流程 41 4.3 算例分析 42 4.3.1 算例1:模型有效性验证 43 4.3.2 算例2:双芯结构影响分析 45 4.4 本章小结 47 第5章 EST的工作原理和有载调压分接头置位算法 48 5.1 EST的工作原理 48 5.1.1 EST的拓扑图 48 5.1.2 EST的运行域分析 49 5.2 EST的分接头控制策略 51 5.2.1 EST的分接头结构介绍 51 5.2.2 EST的分接头控制算法 53 5.3 本章小结 55 第6章 适用于统一迭代潮流计算的EST稳态模型 56 6.1 适用于统一迭代潮流计算的EST模型概述 56 6.1.1 EST的稳态模型 56 6.1.2 EST的功率不平衡方程 58 6.2 含EST的潮流计算步骤和流程图 60 6.3 算例分析 61 6.3.1 算例1:一个修改的IEEE6机30节点系统 62 6.3.2 算例2:一个修改的IEEE54机118节点系统 66 6.4 本章小结 68 第7章 含EST的电网优化潮流控制策略研究 69 7.1 三点估计法与NSGA-II原理介绍 69 7.1.1 三点估计法理论基础 69 7.1.2 NSGA-II原理 70 7.2 含有EST电力系统的概率潮流计算方法 71 7.2.1 风电和负荷的概率模型 71 7.2.2 含有EST的电网概率潮流计算流程 71 7.3 含EST电网的优化潮流控制策略 72 7.3.1 电力系统可预测性指标 72 7.3.2 目标函数 73 7.3.3 约束条件 73 7.3.4 基于NSGA-II的解算方法 74 7.4 算例分析 74 7.4.1 参数设置 74 7.4.2 不同风电渗透率下EST的调控策略 76 7.5 本章小结 80 第8章 基于电子式有载分接开关的扩展型SEN Transform er开关暂态建模及分析 81 8.1 EST的工作原理 81 8.2 EOLTC的开关暂态解析模型 82 8.2.1 EOLTC的稳态电压和稳态电流解析表达 82 8.2.2 EOLTC的换级过程解析表达 84 8.3 算例分析 87
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| 內容試閱：
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前 言 随着风电、光伏等新能源并网容量的增加，电力系统的发电调度、输电能力、潮流控制问题越发突出，系统的安全稳定运行将面临严峻挑战。诚然，架设新的高压交流或直流输电线路可以满足逐渐增长的电力输送需求。然而，灵活、高效、经济利用现有输配电资产的大功率电力电子装备与技术亦值得深入研究与发展。SEN Transform er（ST）是由K.K.SEN在2003年提出的一种基于改进移相变压器技术的电磁式统一潮流控制器。ST类似于统一潮流控制器（Unified PowerFlow Control-ler，UPFC），可以注入一个幅值和相角可控的补偿电压，以独立地控制有功和无功潮流，且预计成本约为UPFC的1/5。然而，由于ST的有载分接开关只能从一个档位切换至另一个档位，所以补偿电压只能在允许的控制范围内非连续变化，因此传统ST不能实现潮流的连续和无差调节。为了提高ST的潮流控制性能，许多学者对ST的基本结构提出了不同的改进意见，其电气结构性变种得到迅速发展。例如，本书主要讲述的二次绕组反相SEN Transform er，又称扩展型SEN Transform er（Ex-tended SEN Transform er，EST），是一种新型电磁式潮流控制装置。相较于传统ST，其控制精度更高、运行域更大;相较于目前投入使用的UPFC，其经济性更好、可靠性更高。因此，开展EST及含有EST电力系统的相关研究具有十分重要的意义。 贵州大学电气工程学科创办于1958年，是贵州省首批重点学科、首批特色重点学科，在胡国根、许克明、彭志炜、何利铨、李民族、邱国跃等前辈的教导下，至今累计培养了包括本书作者在内的6000余名本科生和700余名研究生。本书总结了贵州大学交直流电力系统研究团队在移相器、SEN Transform er及其变种研究领域的工作积累，是作者在加拿大阿尔伯塔大学与Venkata D inavahi教授合作开展博士后工作，以及作者团队近十年共同努力的结晶，也是本学科前辈们所著《基于分叉理论的电力系统电压稳定性分析》《电力系统无功功率与有功功率控制》等学术研究成果的延续。冯金铃、潘宇航、卜亮、周超、谢舒帆、郭西等参与了本书第1～12章的理论研究工作，李伟、蔡灿等参与了本书的制表绘图等工作，全书由韩松、张靖撰写。 本书内容共12章，以及6个附录。 第1章简要介绍了现代柔性交流输电系统（Flexib le AC Transm ission Sys-tem，FACTS）的背景、现状和原理，帮助读者对各潮流控制装置的功能特性有一个大致了解，并引导出了本书后续各章的研究内容。 第2章介绍了SEN Transform er（ST）的原理，并给出了一种多绕组耦合的ST电磁解析模型。 第3章给出了一种基于对偶原理的三相五柱式SEN Transform er准稳态模型。 第4章给出了一种基于UMEC的双芯SEN变压器（Two-core SEN Trans-form er，TCST）电磁暂态模型。 第5章详细介绍了二次绕组反相的SEN Transform er（EST）的工作原理，并针对分接头数量的不同情况提出了相应的EST分接头控制算法。 第6章介绍了一种适用于统一迭代潮流计算的EST稳态模型，并考虑了EST的潮流控制模式及运行约束。 第7章给出了一种含EST的电网优化潮流控制策略。应用三点估计法计算了含EST电力系统的概率潮流，以NSGA-II算法进行了多目标优化，并且分析了风电不同渗透率下的EST潮流调控策略。 第8章给出了EST的开关暂态模型及分析，包括电子式有载分接开关（Electronic On-load Tap-changer，EOLTC）的稳态电压和电流，换级过程中EOLTC的暂态电流和电压的评估值，以及EOLTC的选型和重叠时间的确定。 第9章进行了不同潮流控制模式下EST的短路电流分析。从EST的运行角度出发，根据EST的耦合电路，利用相分量法推导了EST的故障模型。此外，本章还分析了发生单相和三相短路故障后EST工作于不同潮流控制模式时的短路电流，为保障EST和系统的安全运行提供了理论基础。 第10章进行了EST装置内部保护系统的研究，具体包括驱动电路和短路保护（Starting C ircuit and Short-C ircuitProtection，SCSCP）、过电流和过电压保护与撬棒电路（Overcurrentand Overvoltage Protection and Crowbar，OP and Crowbar）、电压尖峰保护（Voltage Sp ike Protection，VSP）以及大气放电保护（Atmospheric D ischarge Protection，ADP）。 第11章进行了双芯扩展型SEN Transform er（TCEST）的控制系统设计研究，将TCEST的控制模式分为三种，即电压调节模式、相角调节模式、潮流调节模式，并设计了TCEST在三种不同控制模式下的控制方案。 与本书相关的研究工作得到了国家自然科学基金（51567006）、贵州省科技创新人才团队项目（黔科合平台人才［2018］5615）、贵州省科学技术基金（黔科合基础［2019］1100、［2021］277）、贵州省优秀青年科技人才项目（黔科合平台人才［2021］5645）贵州省普通高等高校科技拔尖人才支持计划资助（2018036）、贵州省高层次创新型人才培养计划“百”层次人才项目（黔科合平台人才-Gcc［2022］016-1）、贵州省高等学校工程研究中心建设项目（黔教技［2022］043号）的资助，在此表示诚挚的感谢! 限于作者水平和时间仓促，书中难免存在不妥之
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