無功補償理論及其套用

內容簡介

無功補償是提高輸、配電系統電能質量的有效途徑，龐大的電力系統可藉助遠程通信方式實現工業園區、樞紐變電站、地區，乃至全省的無功最佳化調度和控制。本著通俗易懂、循序漸進的原則，《無功補償理論及其套用》除了介紹常規的並聯型和串聯型無功補償的理論和控制外，還詳細闡述了怎樣通過無功補償對三相不對稱系統實現平衡補償的理論和方法；推導並分析了各類電力濾波器的基本計算公式，以及實現濾波的控制。利用有載調壓對無功的影響，書中專門介紹了變壓器有載調壓中的電壓調節器和相位調節器、自動電壓控制（AVC）系統，以及電壓無功控制（VQC）等。考慮到磁控電抗器（MCR）和靜止同步補償器也逐漸融入到無功補償的行列之中，並逐漸成為高電壓等級無功補償的重要形式，本書對它們的構成、實現原理，以及有關特性也進行了詳細分析和計算說明。此外，書中還介紹了RTU、DTU、FTU、TTU等智慧型終端的概念及其在遠程無功補償控制中的作用。《無功補償理論及其套用》特別注重套用算例與有關概念的有效聯繫，文字精煉、物理概念清晰、理論推導嚴密、前後邏輯對應，這幾點始終貫穿於本書的所有章節。《無功補償理論及其套用》可作為電氣工程類各專業工程技術人員和研究人員的參考書，對具體從事無功補償的設計人員和電力系統的從業人員也有很高的參考價值，同時也能作為高年級本科生、研究生和電氣工程專業教師的基礎用書。

圖書目錄

電力電子新技術系列圖書序言
前言
第1章無功補償的基本概念1
11什麼是無功功率1
12為什麼要進行無功補償2
13傳輸線路的等效模型4
131架空線等效模型參數計算4
132電纜傳輸線等效模型參數計算11
14無功功率的計算23
141系統分析中的幾個概念23
142系統分析的模型等效24
143無功計算的基本方法25
144複雜系統的無功補償32
15輸電網互聯的潮流及其穩定性概念34
151電網互聯的簡化模型35
152傳輸線的潮流計算36
153穩定性的基本概念38
16常用無功補償設備40
161固定電容40
162機械旋轉類無功補償40
163靜止類無功補償器44
164複合類無功補償器47
17晶閘管觸發的可靠性48
18無功補償發展的特點52
181多功能化53
182集成化54
183綜合化56
184自愈性56
185智慧型終端58
186網路化62
187發展趨勢67
複習思考題72
第2章並聯型無功補償75
21並聯補償的現狀及其說明76
22並聯補償器的基本原理78
221傳輸線中點的無功補償79
222線路終端電壓的支撐84
223配電線路輕載條件下的無功補償90
23靜止同步補償器95
231STATCOM簡介96
232STATCOM的基本工作原理98
233STATCOM的損耗和諧波104
234基本控制方法106
24磁控電抗器112
241基本概念114
242磁控電抗器的基本原理和結構115
243裂心磁路的磁特性118
244繞組的換流123
245磁閥式電抗器的電磁關係128
246基於神經網路的偏磁特性擬合方法134
247MCR的控制144
25晶閘管控制電抗器與晶閘管投切電抗器146
251晶閘管控制和晶閘管投切電抗器（TCR和TSR）146
252TCR的等效電抗149
253TCR的諧波150
254TCR與MCR的比較156
26晶閘管投切電容160
261晶閘管投切電容的一般發展概況160
262單相TSC的工作特性162
263三相TSC的投切原理167
264TSC的UI特性170
27複合型無功補償系統171
271固定電容器與MCR或TCR構成的無功補償器172
272TSC與TCR組成的複合型無功補償器177
273STATCOM與TSC和TCR構成的無功補償系統183
274無功補償器的基本特性185
275混合補償器的優點186
28靜止無功系統187
複習思考題188
第3章串聯補償192
31串聯補償的目的192
311串聯電容補償的概念193
312電壓穩定性194
313暫態穩定性的改善195
314功率振盪的阻尼196
315次同步振盪的阻尼198
316串聯補償的功能及要求198
317可控串聯補償的實現方法199
32可變阻抗型串聯補償器200
321門極關斷晶閘管控制的串聯電容200
322晶閘管投切串聯電容207
323晶閘管控制串聯電容209
324次同步特性217
325GCSC、TSSC和TCSC的基本運行控制220
33開關型變流器構成的串聯補償器223
331靜止同步串聯補償器224
332SSSC的傳輸特性225
333控制範圍與額定容量228
334提供有功補償的能力229
335次同步諧振的消除233
336SSSC的內部控制235
34串聯無功補償器的外環控制系統238
35SSSC的性能和特徵歸納240
複習思考題241
第4章電力濾波器及其無功補償248
41諧波及其衡量標準248
411什麼是諧波248
412諧波限制及其相關標準251
413相關的基本概念254
42抑制諧波的基本原理260
421濾波器的分類260
422電力濾波器的基本概念261
423電力濾波器的控制策略262
43無源濾波器及其無功補償266
431無源濾波器的設計266
432無源濾波器的無功補償267
44並聯型電力有源濾波器269
441實現並聯有源濾波的機理270
442控制原理271
443APF仿真的數值計算276
444動態特性的改善281
45串聯型電力有源濾波器286
451串聯濾波的基本概念286
452串聯濾波的基本原理289
46並聯混合型濾波器290
461SHF的一般設計方法290
462控制系統的描述292
463性能最佳化的進一步考慮296
47諧波損耗297
471諧波損耗的計算297
472附加諧波損耗304
複習思考題309
第5章不對稱系統的平衡補償312
51不對稱系統的一般概念312
52不對稱系統的電抗型平衡補償模型318
521三相四線制的不對稱平衡補償319
522三相三線制不對稱系統的平衡補償325
523平衡補償的一般性模型335
524平衡補償的數值逼近計算法341
525平衡補償控制的PQ計算模型348
526平衡補償控制系統349
53串聯型平衡補償352
54不對稱系統的UPFC平衡補償356
541UPFC實現平衡補償的原理357
542變流器的交直流運行特性359
543基於完整的UPFC平衡補償控制367
55不對稱系統的附加損耗369
551不對稱系統附加損耗的相關概念369
552附加損耗計算371
553套用舉例372
複習思考題373
第6章變壓器的調壓與相移375
61靜止電壓、相角調節器的作用376
611電壓和相角調節器的相關概念376
612相角調節器對潮流控制的影響378
613有功和無功環路潮流的控制381
614利用相角調節器改善暫態穩定性383
615相角調節器對功率振盪的阻尼384
616相角調節器的功能要求385
62晶閘管控制的電壓和相角調節器385
621連續型可控晶閘管控制的抽頭調節器388
622離散電壓等級的晶閘管抽頭調節器394
623晶閘管抽頭調節器中開關閥額定值的考慮396
63開關型電壓和相角調節器397
64混合型相角調節器399
複習思考題400
第7章區域電網的無功補償404
71電網互聯的無功補償404
711區域無功補償的特點404
712無功補償與區域電網控制之間的相關概念406
713區域電網的基本控制目標409
714區域無功補償的發展趨勢411
72VQC的基本理論414
721電網的潮流計算414
722電壓穩定性417
723區域無功最佳化的約束條件419
724輻射網路補償特性420
73VQC的控制策略422
731VQC的一般控制方法422
732九區圖控制425
733改進的九區圖控制428
734VQC的控制目標433
735綜合設計的基本原則434
74基於模糊控制的變電站電壓無功綜合控制439
741模糊控制系統概述439
742變電站電壓無功綜合控制策略441
743基於模糊控制的電壓無功綜合控制443
75自動電壓控制系統445
751AVC的基本架構446
752AVC的控制模式447
753三級控制策略447
754全網電力系統控制的發展449
複習思考題449
參考文獻452

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