高壓直流輸電原理與運行（第2版） 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

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　　《高壓直流輸電原理與運行（第2版）》的目的在於強調電力電子技術應用領域中高壓直流輸電的重要作用，可作為站在電力電子技術角度探討其在電力係統中的應用或站在電力係統角度探討電力電子技術的作用等相關領域的學習、研究及工程應用的參考書。

內容簡介

　　《高壓直流輸電原理與運行（第2版）》在論述瞭直流輸電基本概念、構成、發展及主要設備的基礎上，討論瞭直流輸電的基本工作原理、諧波與無功問題、直流輸電的控製與保護、直流輸電與交流係統的相互作用及對交流係統的控製作用，論述瞭包括器件換相直流輸電技術和特高壓直流輸電技術等直流輸電技術的新進展。

目錄

第2版前言
第1版前言
第1章 緒論
1.1 高壓直流輸電的構成
1.1.1 高壓直流輸電的概念
1.1.2 高壓直流輸電的分類
1.1.3 直流係統的構成
1.2 高壓直流輸電的特點及適用場閤
1.3 高壓直流輸電的曆史與國外的現狀
1.4 高壓直流輸電在我國的發展
1.5 直流輸電技術新發展
1.5.1 器件換相直流輸電
1.5.2 電容換相換流器
1.5.3 特高壓直流輸電

第2章 高壓直流輸電係統的主要設備
2.1 換流裝置
2.1.1 器件
2.1.2 換流閥
2.1.3 換流單元接綫方式
2.2 換流變壓器
2.2.1 功能與特點
2.2.2 換流變壓器型式
2.2.3 換流變壓器接入閥廳的方式
2.3 平波電抗器
2.3.1 功能
2.3.2 平波電抗器型式
2.4 無功補償裝置
2.4.1 無功補償裝置類型
2.4.2 無功補償容量確定
2.5 濾波器
2.5.1 濾波器類型
2.5.2 交流濾波器
2.5.3 直流濾波器
2.6 直流輸電綫路
2.6.1 直流輸電架空綫路
2.6.2 直流輸電電纜綫路
2.6.3 直流接地極引綫
2.7 接地極
2.7.1 接地極地電流對環境的影響
2.7.2 接地極運行特性
2.7.3 對極址的要求
2.7.4 接地極材料
2.7.5 接地極設計

第3章 換流器工作原理
3.1 6脈波整流器工作原理
3.1.1 正常運行方式——工況2-3
3.1.2 非正常運行方式——工況3
3.1.3 故障運行方式——工況3-4
3.1.4 6脈波整流器外特性麯綫
3.2 12脈波整流器工作原理
3.2.1 正常運行方式——工況4-5
3.2.2 橋間相互影響
3.2.3 相關計算公式
3.3 6 脈波逆變器工作原理
3.3.1 正常運行方式——工況2-3
3.3.2 故障運行方式——工況3-4
3.3.3 6脈波逆變器外特性麯綫
3.4 12脈波逆變器工作原理
3.4.1 12脈波逆變器實現逆變的條件
3.4.2 12脈波逆變器可能發生換相失敗
3.4.3 12脈波逆變器整流電壓平均值計算公式

第4章 高壓直流輸電的諧波抑製與無功補償
4.1 高壓直流輸電諧波的基本問題
4.1.1 諧波的危害
4.1.2 諧波的基本概念
4.2 特徵諧波
4.2.1 換流器交流側的特徵諧波
4.2.2 換流器直流側的特徵諧波
4.3 非特徵諧波
4.3.1 換流器交流側的非特徵諧波
4.3.2 換流器直流側的非特徵諧波
4.4 諧波抑製及抑製設備
4.4.1 增加脈波數抑製諧波
4.4.2 安裝濾波器抑製諧波
4.4.3 諧波抑製設備
4.5 交流濾波器設計
4.6 直流濾波器設計
4.6.1 直流濾波器常規設計
4.6.2 直流有源濾波器
4.7 高壓直流輸電的無功補償和功率因數
4.7.1 電網換相換流器無功特性
4.7.2 無功功率消耗計算工程方法
4.7.3 容性無功補償設備容量確定
4.7.4 感性無功補償設備容量確定
4.7.5 功率因數
4.7.6 無功分組容量確定
4.8 無功補償設備
4.9 無功功率控製
4.9.1 分段調節無功補償設備控製
4.9.2 連續調節無功補償設備控製
4.9.3 換流器參與無功電壓控製

第5章 電網換相直流輸電的控製與保護
5.1 基本控製方式
5.1.1 控製原理
5.1.2 相位控製方式
5.1.3 換流器控製方式
5.1.4 整流器、逆變器的協調
5.1.5 控製保護用互感器
5.2 保護方式
5.2.1 故障的分類與保護動作
5.2.2 換流站內的故障與保護示例
5.2.3 直流綫路的故障與保護示例
5.2.4 交流側的故障與保護示例

第6章 電網換相直流輸電的運行特性與係統控製
6.1 電網換相直流輸電的運行特性
6.1.1 係統故障時的運行特性
6.1.2 交流電壓穩定性
6.1.3 高次諧波穩定性
6.1.4 軸係扭振現象
6.2 直流輸電在交流係統控製中的應用
6.2.1 係統頻率控製
6.2.2 交流電壓、無功控製
6.2.3 係統穩定控製
6.3 多端直流輸電的控製保護方式
6.3.1 控製保護方式
6.3.2 係統故障時的運行特性
6.3.3 起停控製
6.3.4 潮流反轉

第7章 器件換相直流輸電技術
7.1 全控型功率器件發展概況
7.1.1 全控型功率器件的發展與應用概況
7.1.2 器件換相直流輸電采用的典型全控型功率器件
7.2 器件換相直流輸電換流裝置工作原理
7.2.1 換流器
7.2.2 電壓源換流器的工作原理和基本特點
7.2.3 接入係統時的有功、無功功率特性
7.2.4 換流器各部分電壓、電流波形
7.3 器件換相直流輸電的控製與保護方式
7.3.1 隻采用器件換相的直流輸電
7.3.2 器件、電網換相換流器混閤型直流輸電
7.3.3 混閤型器件換相直流輸電示例
7.4 器件換相直流輸電的應用示例
7.4.1 電壓源器件換相直流輸電係統的應用範圍
7.4.2 VSC-HVDC係統工程實例
7.5 器件換相直流輸電的發展
7.5.1 模塊化多電平換流器技術
7.5.2 換流器的發展趨勢與開發現狀

第8章 高壓直流輸電的新技術及新發展
8.1 基於電容換相技術的換流器
8.1.1 電容換相換流器
8.1.2 可控串聯電容換流器
8.1.3 基於電容換相技術的換流器特點
8.1.4 電容換相技術的工程應用
8.2 特高壓直流輸電
8.2.1 特高壓直流輸電發展概況
8.2.2 特高壓直流輸電的特點及我國特高壓直流輸電發展的必要性
8.2.3 特高壓直流輸電接綫方式
8.2.4 特高壓直流輸電運行方式
8.2.5 特高壓直流輸電控製保護係統
8.2.6 特高壓直流輸電工程簡介
8.3 光觸發晶閘管
參考文獻

前言/序言

現代電力係統中的電力電子技術應用與展望 本書聚焦於現代電力係統中日益核心的電力電子技術，旨在全麵闡述其基本原理、關鍵技術及其在不同電力應用場景中的實際部署與優化策略。內容涵蓋瞭從基礎的半導體器件特性到復雜的功率變換器拓撲結構，再到係統級的控製與保護機製。 第一部分：電力電子基礎與器件物理 本部分將深入探討構成現代電力電子係統的基礎構件——功率半導體器件。內容從晶體管的物理結構齣發，詳細分析瞭電力二極管、晶閘管（SCR）、門極關斷晶閘管（GTO）、功率場效應晶體管（MOSFET）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）以及最新的碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）器件的工作機理、靜態與動態特性。重點討論瞭器件的耐壓、導通損耗、開關損耗與熱管理策略，為後續的電路設計奠定堅實的理論基礎。 第二部分：基本功率變換電路拓撲與分析 本章係統梳理瞭四種核心的電力變換電路： 1. 交流到直流（AC/DC）變換： 詳細分析瞭可控整流電路和有源前端（APF）技術。深入探討瞭單相和三相不控整流、半控整流和全控整流電路的輸齣電壓紋波、諧波特性以及電網側的功率因數校正（PFC）技術，包括傳統的二極管整流、PWM整流器的工作模式及其控製策略。 2. 直流到交流（DC/AC）變換（逆變器）： 重點剖析瞭電壓源逆變器（VSI）和電流源逆變器（CSI）的結構與運行原理。詳細闡述瞭方波逆變、正弦脈寬調製（SPWM）以及矢量控製（FOC）在實現高質量交流輸齣中的應用，並對多電平逆變器（如中點鉗位、飛跨點、級聯H橋）的優勢與挑戰進行瞭對比分析。 3. 直流到直流（DC/DC）變換： 覆蓋瞭從低壓到高壓、從隔離到非隔離的各種DC/DC變換器。詳細分析瞭非隔離的Buck、Boost、Buck-Boost及其組閤拓撲（如Buck-Boost-Buck），以及隔離型的正激、反激、半橋、全橋LLC諧振變換器。特彆關注瞭軟開關技術（ZVS/ZCS）在提高轉換效率和降低電磁乾擾（EMI）中的作用。 4. 交流到交流（AC/AC）變換： 主要集中於交流調壓器、矩陣變換器和交-交變頻器。闡述瞭矩陣變換器通過直接調製實現高頻AC到AC變換的優勢，以及其在電機驅動和靈活電網接口中的潛力。 第三部分：高級控製技術與係統集成 電力電子係統性能的優劣在很大程度上取決於其控製係統的精度和魯棒性。本部分聚焦於控製理論在功率變換器中的應用： 1. 數字控製基礎： 介紹瞭微處理器、DSP和FPGA在電力電子實時控製中的選型、編程與高速數據處理。討論瞭模數/數模轉換（ADC/DAC）的時序要求和量化誤差對控製性能的影響。 2. 經典控製與現代控製： 深入講解瞭PI控製器的設計方法，並擴展到更復雜的解耦控製、滑模控製（SMC）以及基於狀態平均模型的平均狀態空間法（State-Space Averaging）在設計高帶寬控製環路中的應用。 3. 係統級動態行為分析： 關注功率變換器與電網（或負載）相互作用時的係統穩定性問題。包括小信號建模、阻抗建模（Impedance Modeling）以及利用Nyquist/Bode圖分析閉環係統的裕度和暫態響應。 第四部分：電力電子技術在關鍵領域的應用 本部分將理論知識與工程實踐相結閤，詳細分析電力電子技術在以下主要領域的應用： 1. 現代電機驅動係統： 重點介紹永磁同步電機（PMSM）和異步電機（Induction Motor）的矢量控製與直接轉矩控製（DTC）。探討高功率密度變頻器（如采用SiC器件）在電動汽車牽引、工業傳動中的技術突破。 2. 可再生能源並網技術： 詳細闡述瞭光伏逆變器和風力發電機變流器的並網要求，包括最大功率點跟蹤（MPPT）、低電壓穿越（LVRT）能力、無功功率支撐以及電網同步技術（鎖相環PLL的精度與穩定性）。 3. 新型儲能係統接口： 剖析瞭電池儲能係統（BESS）中雙嚮DC/DC變換器的設計挑戰，如雙有源橋（DAB）的隔離傳輸、均流控製和短路保護。 4. 電能質量改善： 詳細介紹有源電力濾波器（APF）和靜止無功發生器（SVG）的工作原理，分析如何利用快速功率變換器對係統中的諧波和電壓波動進行實時補償，提升電能質量。 第五部分：可靠性、電磁兼容性與未來發展趨勢 最後，本書探討瞭電力電子係統工程實施中的重要環節： 1. 熱管理與可靠性設計： 分析瞭功率模塊的散熱路徑設計、熱阻計算以及壽命預測模型。討論瞭環境因素（如溫度、濕度、振動）對器件和係統的影響。 2. 電磁兼容性（EMC）與噪聲抑製： 闡述瞭高頻開關産生的傳導和輻射乾擾的機理，並提齣瞭濾波設計（EMI濾波器）、布局優化和屏蔽技術，以滿足嚴格的EMC標準。 3. 未來展望： 展望下一代電力電子技術的發展方嚮，包括超寬禁帶半導體（如SiC和GaN）在提高功率密度和工作頻率方麵的潛力、模塊化多電平換流器（MMC）在特高壓和柔性直流中的應用前景，以及人工智能（AI）在故障診斷和優化控製中的集成。 本書內容全麵、深入且注重工程應用，適用於電力電子、電氣工程、自動化相關專業的高年級本科生、研究生以及從事電力電子設備研發、係統集成和電網運行維護的工程師參考閱讀。