柔性交流输电系统控制器

出版日期:2016-1
ISBN:9787111519973
作者:卡利安 k.森
页数:344页

内容概要

Kalyan K. Sen是Sen工程解决方案股份有限公司(Sen Engineering Solutions, Inc.)的首席技术官(CTO)。Sen工程解决方案股份有限公司主要专注于智能潮流控制器的开发。Sen在学术和工业领域进行了长达28年的研究开发工作,目前是Westinghouse 的高级工程师(Fellow Engineer)。他是Westinghouse匹兹堡研发中心柔性交流输电系统(FACTS)的核心成员,参与了Westinghouse在FACTS领域的所有研究(概念发展、仿真、设计和调试)。Sen博士同时也是IEEE高级会员,在该组织担任了多个职位。
Mey Ling Sen是Sen工程解决方案股份有限公司(Sen Engineering Solutions, Inc.)的总裁。她是Sen变压器的合作发明者,也是Westinghouse和ABB的技术顾问。Sen变压器是一种高效、高可靠性和低成本的新型FACTS控制器。同时她还是Sen变压器在智能潮流控制器(SMART Power Flow Controller)方面应用的合作发明者。作为IEEE会员,她目前她担任IEEE匹兹堡Power Electronics Society分会的财务主管。

书籍目录


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
21理论
211串联补偿电压
212并联补偿电压
213串联补偿电压与并联补偿电压的比较
22功率潮流控制的实现
221电压调节
222相位调节
223串联电抗调节
224有功潮流和无功潮流的独立控制
23线间潮流控制
231背靠背SSSC
232多线路Sen变压器
233背靠背STATCOM
234通用潮流控制器
第3章模型建立
31EMTP建模
311网络模型
32矢量锁相环
33传输导线静态阻抗计算
34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
41调压变压器(VRT)
411自耦变压器
412双绕组变压器
42移相变压器(PAR)
第5章机械投切的FACTS控制器
51并联补偿
511机械投切的电容器(MSC)
512机械投切的电抗器(MSR)
52串联补偿
521机械投切的电抗器(MSR)
522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)
61理想VSC建模
62DCAC VSC
621使用双极性电路产生方波电压
622双极性6脉波VSC
623双极性12脉波HNVSC
624双极性24脉波HNVSC
625双极性24脉波QHNVSC
626双极性48脉波QHNVSC
627采用三极性电路产生准方波电压
628三极性电路构成的6脉波VSC
629三极性电路构成的12脉波HNVSC
6210三极性电路构成的24脉波QHNVSC
6211QHNVSC的其他结构形式
6212极电路的实现
6213HNVSC要考虑的因素
6214应用PWM技术的DCAC VSC
63讨论
第7章双极性设计
71三相六脉波双极性VSC
72极电路分析
721设备特性
722数学模型
723模型分析
724结论
第8章基于VSC的FACTS控制器
81并联补偿
811并联无功电流注入
812与阻抗串联的并联补偿电压源
813通过耦合变压器并联补偿电压
814静止同步补偿器(STATCOM)
82串联补偿
821静止同步串联补偿器(SSSC)
822SSSC的控制
823EMTP中SSSC的建模与仿真结果
824潮流的稳定反向
83基于UPFC的并联补偿
831UPFC的控制
832EMTP中UPFC的建模与仿真结果
833测试结论
834UPFC的保护
第9章Sen变压器
91现有解决方案
911电压调节
912相位调节
92解决方案
921新型电压调节器ST
922ST作为独立PFC
923ST的控制
924仿真结果
925ST的有限角度运行
926小额定电流LTC用于ST
927低额定电流低额定电压下应用LTC的ST
93VRT、PAR、UPFC和ST的比较
931功率潮流提升
932操作速度
933损耗
934开关变比
935磁回路设计
936优化变压器的额定值
937电力网络的谐波注入
938运行在线路故障
94多线路Sen变压器
941MST与BTBSSSC的基本差别
95Sen变压器的柔性操作
96并联补偿电压Sen变压器
97Sen变压器的并联补偿电压单元运行在限制角范围内
98多线路Sen变压器并联补偿电压
99广义Sen变压器(GST)
910总结
附录
附录A杂项
A1三相平衡电压、电流和功率
A2对称分量
A3多频组合变量的正序、负序和零序分量的分离
A4三相不平衡电压、电流和功率
A5dq变换
A51包含正序、负序和零序分量的变量的dq变换
A52dq旋转坐标系中瞬时功率的计算
A53三相三线系统的dq旋转坐标系中瞬时功率的计算
A6傅里叶分析
A7AdamsBashforth数值积分公式
附录B带有损耗的传输导线的功率潮流控制方程
B1未补偿传输导线的发送端功率潮流方程
B2未补偿传输导线的接收端功率潮流方程
B3未补偿传输导线发送端和接收端潮流方程的验证
B4未补偿的传输导线的自然功率潮流
B5最重要的功率潮流控制参数
B51利用并联补偿电压调整传输导线电压
B52利用串联补偿电压调整传输导线电压
B6发送端功率潮流
B7接收端功率潮流
B8补偿后发送端功率潮流
B9通过补偿电压交换的功率
附录CEMTP仿真源代码
参考文献
作者简介

作者简介

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。


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