描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装国际标准书号ISBN: 9787111519973丛书名: 国际电气工程先进技术译丛
柔性交流输电系统(FACTS)在增强系统可控性和提高输电网络的功率输送能力方面已经成为近年来的重要技术。本书的应时出版,使读者可作为FACTS控制器的应用手册,了解如何建模、设计、建造、评估以及安装FACTS控制器。
作者Kalyan K. Sen 和 Mey Ling Sen与读者分享了他们长达二十多年的FACTS控制器的研究和实施经验,包括他们自己在FACTS设计方面的先进理念。
附录提供了书中所讨论的所有的简单模型。读者也可到网址ftp : //ftp.wiley.com/public/sci tech med/facts controllers中,下载这些模型和全书的彩图。
本书是作者在过去20年工程实践经验中总结出来的关于柔性交流输电系统(FACTS)设计的成果。FACTS控制器是当前重点研究和发展的领域。本书讲述的是利用FACTS设备如何进行电网潮流和电压的控制,不仅有传统的机械控制设备(如变压器、调相器、串/并联电容/电抗器),也有各种电力电子控制设备(如各种基于电压源型变流器电路的电力电子产品),重点讲述了作者新近的研究成果——Sen变压器。可贵的是本书对Sen变压器进行了毫无保留的分析,给出了所有控制的EMTP仿真源代码,并进行了详细的比较,在建模与设计方面给出了清晰的指导。本书给出的建模方法与模型描述深刻细致,对应用电力工程师、电气设备生产商、高等院校的教师和学生一定会带来很大启发。本书呈现的许多丰富多彩的实践信息,是现有许多工程类书籍的重要补充。本书中讨论的算例模型,以及更多复杂模型的仿真源代码可以到网站:ftp://ftp.wiley.com/public/sci_tech_med/facts_controllers下载。本书中的所有彩图也可以从上述网站中下载。
目录
序
前言
致谢
符号说明
第1章柔性交流输电系统控制器的应用
第2章潮流控制的概念
21理论
211串联补偿电压
212并联补偿电压
213串联补偿电压与并联补偿电压的比较
22功率潮流控制的实现
221电压调节
222相位调节
223串联电抗调节
224有功潮流和无功潮流的独立控制
23线间潮流控制
231背靠背SSSC
232多线路Sen变压器
233背靠背STATCOM
234通用潮流控制器
第3章模型建立
31EMTP建模
311网络模型
32矢量锁相环
33传输导线静态阻抗计算
34独立PFC在单条线路中的应用仿真
第4章基于变压器的FACTS控制器
41调压变压器(VRT)
411自耦变压器
412双绕组变压器
42移相变压器(PAR)
第5章机械投切的FACTS控制器
51并联补偿
511机械投切的电容器(MSC)
512机械投切的电抗器(MSR)
52串联补偿
521机械投切的电抗器(MSR)
522带有电抗器的机械投切串联电容器
第6章电压源变流器(VSC)
61理想VSC建模
62DCAC VSC
621使用双极性电路产生方波电压
622双极性6脉波VSC
623双极性12脉波HNVSC
624双极性24脉波HNVSC
625双极性24脉波QHNVSC
626双极性48脉波QHNVSC
627采用三极性电路产生准方波电压
628三极性电路构成的6脉波VSC
629三极性电路构成的12脉波HNVSC
6210三极性电路构成的24脉波QHNVSC
6211QHNVSC的其他结构形式
6212极电路的实现
6213HNVSC要考虑的因素
6214应用PWM技术的DCAC VSC
63讨论
第7章双极性设计
71三相六脉波双极性VSC
72极电路分析
721设备特性
722数学模型
723模型分析
724结论
第8章基于VSC的FACTS控制器
81并联补偿
811并联无功电流注入
812与阻抗串联的并联补偿电压源
813通过耦合变压器并联补偿电压
814静止同步补偿器(STATCOM)
82串联补偿
821静止同步串联补偿器(SSSC)
822SSSC的控制
823EMTP中SSSC的建模与仿真结果
824潮流的稳定反向
83基于UPFC的并联补偿
831UPFC的控制
832EMTP中UPFC的建模与仿真结果
833测试结论
834UPFC的保护
第9章Sen变压器
91现有解决方案
911电压调节
912相位调节
92解决方案
921新型电压调节器ST
922ST作为独立PFC
923ST的控制
924仿真结果
925ST的有限角度运行
926小额定电流LTC用于ST
927低额定电流低额定电压下应用LTC的ST
93VRT、PAR、UPFC和ST的比较
931功率潮流提升
932操作速度
933损耗
934开关变比
935磁回路设计
936优化变压器的额定值
937电力网络的谐波注入
938运行在线路故障
94多线路Sen变压器
9
前言
早在20世纪90年代,作者致力于柔性交流输电系统(Flexible AC Transmission Systems,FACTS)控制器的研究。Kalyan KSen在Westinghouse公司工作期间就研制开发了基于电压源变流器(Voltage Source Converter, VSC)的FACTS控制器。他发表在IEEE Transactions on Power Delivery上的文章获得了论文的殊荣。Mey Ling Sen提出了另一种新的基于VSC的FACTS控制器,对大多数应用来说都可降低成本。她的工作引出了Sen变压器(Sen Transformer,ST)的概念。Mey Ling Sen详细地给出了所有FACTS控制器的模型。
从2002年以来,Kalyan KSen作为IEEE的杰出学者在全球30多个地方做关于FACTS控制器的报告。当他介绍FACTS控制器时,他的方法是从基础理论开始,逐步引出基于VSC的FACTS控制器和ST。Sen的研究重点大部分来自于工程实践中的建模、仿真、设计和试运行。在很多地方,人们都要求他把演讲材料汇总编著成书。他在FACTS控制器建模方面做了大量的工作。在构建硬件之前,建模是检验一个理论方法的手段。本书就包含了几种FACTS控制器的EMTP模型。
本书内容共九章,以及三个附录。第1章介绍现代FACTS控制器的产生背景和原理,引导读者选用正确的FACTS控制器。
第2章主要面向那些想熟悉本领域并利用本书内容作为参考的人。它用简单的工程术语结合相关数学知识阐述了本书中的几个主题。从本章推导的公式得到的不同FACTS 控制器的特点将在后续章节中得到验证。
第3章给出了EMTP模型的具体细节,说明了不同FACTS控制器建模的基本差异,如调压变压器(Voltage Regulating
Transformer,VRT)、调相器(Phase Angle Regulator, PAR)、统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller, UPFC)和Sen变压器(ST)。
第4章介绍了基于变压器的FACTS控制器,作为后续章节比较的基准。
第5章介绍了早期机械开关控制的FACTS控制器,作为后续章节比较的基准。
第6章介绍了使用谐波消除(Harmonic
Neutralized, HN) 技术的电压源变流器(VSC)的核心思想。还简要介绍了一些其他方法。
第7章给出了一种构成VSC的基本模块,twolevel pole,的复杂模型及其分析。本章的内容可能对那些有兴趣进行开关设计的读者有较大的帮助,其分析技巧也适用于其他半导体开关的设计。
第8章给出了三类基于VSC的FACTS控制器的建模方法和控制的实现,包括并联静止同步补偿器(Shuntconnected Static Synchronous Compensator,STATCOM)、串联静止同步补偿器(Seriesconnected Static Synchronous Series
Compensator, SSSC)和串并联型的统一潮流控制器(UPFC),并给出了它们的仿真比较结果。本章还讨论了基于VSC的FACTS控制器的保护措施。
第9章介绍了Sen变压器的产生动机和发展,以及Sen变压器的广泛应用。
附录A包含各种术语,像①三相平衡或不平衡电压、电流和功率;②对称分量;③dq变换;④傅里叶分析。以便于读者了解相关的工业技术和理论、应用。
附录B给出了考虑损耗的传输导线功率控制的方程,并与第2章中介绍过的无损传输导线的功率方程进行了比较。
附录C给出了部分本书中讨论的算例模型,更多复杂的模型可以在以下网站中找到
ftp://ftpwileycom/public/sci_tech_med/facts_controllers
本书中的彩图也可以从上述网站中下载。
参考文献部分列出了160多篇本领域的优秀书籍和论文。
Kalyan KSen
Mey Ling Sen
于宾夕法尼亚州匹兹堡
评论
还没有评论。