目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 直流輸配電系統(tǒng)的發(fā)展 1
1.1.1 直流輸配電的定義 1
1.1.2 換流器的基本特性 3
1.1.3 直流輸配電技術的發(fā)展 8
1.2 直流輸配電面臨的故障與保護問題 10
1.3 直流輸配電故障分析與保護研究現(xiàn)狀 12
1.3.1 故障分析 12
1.3.2 保護原理 14
1.4 本書的主要內(nèi)容 15
參考文獻 16
第2章 直流輸配電拓撲及典型工程介紹 19
2.1 柔性直流輸電系統(tǒng) 19
2.1.1 柔性直流輸電的特點 19
2.1.2 柔性直流輸電典型工程介紹 20
2.1.3 柔性直流輸電發(fā)展前景 22
2.2 混合直流輸電系統(tǒng) 23
2.2.1 混合直流輸電特點 23
2.2.2 混合直流輸電典型工程介紹 23
2.2.3 混合直流輸電發(fā)展前景 24
2.3 柔性直流配電系統(tǒng) 25
2.3.1 柔性直流配電特點 25
2.3.2 柔性直流配電典型工程介紹 26
2.3.3 柔性直流配電發(fā)展前景 27
2.4 城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng) 28
2.4.1 傳統(tǒng)直流牽引供電特點 28
2.4.2 直流牽引供電典型工程介紹 29
2.4.3 發(fā)展趨勢——柔性直流牽引供電 31
參考文獻 33
第3章 直流輸配電故障解析 35
3.1 直流故障類型 35
3.2 兩電平VSC直流側短路故障解析 37
3.2.1 VSC故障過程概述 37
3.2.2 直流故障電流分段解析計算 38
3.2.3 仿真驗證 41
3.3 MMC直流側短路故障解析 43
3.3.1 MMC直流故障過程概述 43
3.3.2 階段一：閉鎖前電容放電階段故障解析 45
3.3.3 階段二：閉鎖后交流饋入暫態(tài)階段故障解析 46
3.3.4 階段三：閉鎖后交流饋入穩(wěn)態(tài)階段故障解析 50
3.3.5 仿真驗證 61
3.4 LCC直流側短路故障解析 69
3.4.1 LCC直流故障過程概述 69
3.4.2 計及控制策略影響的LCC直流側短路計算模型 71
3.4.3 仿真驗證 74
3.5 柔性直流系統(tǒng)暫態(tài)故障電流解析 76
3.5.1 柔性直流系統(tǒng)故障等效網(wǎng)絡 76
3.5.2 故障等效網(wǎng)絡簡化與解耦 80
3.5.3 暫態(tài)故障電流解析表達 83
3.5.4 一般性柔性直流系統(tǒng)暫態(tài)故障電流解析計算 84
3.5.5 仿真驗證 88
3.6 混合直流系統(tǒng)故障電流解析 92
3.6.1 混合直流系統(tǒng)故障等效網(wǎng)絡 92
3.6.2 混合直流系統(tǒng)故障電流解析計算 94
3.6.3 仿真驗證 95
參考文獻 96
第4章 直流線路�？貐f(xié)同保護原理 97
4.1 均勻傳輸線特性 97
4.1.1 輸入阻抗特性 97
4.1.2 不同區(qū)間故障輸入阻抗特性 99
4.1.3 區(qū)內(nèi)故障特性 100
4.1.4 區(qū)外故障特性 101
4.1.5 區(qū)內(nèi)外故障特性差異對比 102
4.2 換流器控制原理 103
4.2.1 換流器基本控制原理 103
4.2.2 換流器附加注入控制 105
4.3 特征信號選取 107
4.3.1 特征信號頻率 107
4.3.2 特征信號幅值 107
4.3.3 特征信號長度 108
4.4 保護原理構建 111
4.4.1 保護啟動判據(jù) 112
4.4.2 故障極識別判據(jù) 112
4.4.3 故障區(qū)間識別判據(jù) 113
4.4.4 保護方案總體流程 113
4.5 仿真驗證 114
4.5.1 區(qū)內(nèi)故障 115
4.5.2 區(qū)外故障 117
4.5.3 耐受過渡電阻能力驗證 117
4.5.4 負極故障與雙極故障的保護適應性 118
參考文獻 118
第5章 直流線路信息指紋保護原理 120
5.1 信息指紋介紹 120
5.1.1 信息指紋的概念 120
5.1.2 信息指紋的應用 121
5.1.3 指紋匹配技術 123
5.1.4 信息指紋在直流輸電線路保護的應用前景 125
5.2 基于信息指紋的直流線路差動保護 125
5.2.1 差動電流特征分析 126
5.2.2 基于差動電流指紋的保護方案 128
5.2.3 影響因素分析 132
5.2.4 仿真分析 134
5.3 基于信息指紋的直流線路反行波波形特征保護 140
5.3.1 行波特征分析 140
5.3.2 基于SPB算法的信息指紋制作 144
5.3.3 基于故障反行波指紋的保護與測距方案 151
5.3.4 仿真驗證與分析 153
參考文獻 161
第6章 直流線路人工智能保護原理 162
6.1 深度學習與遷移學習模型 162
6.1.1 深度學習基本原理 162
6.1.2 遷移學習基本原理 166
6.2 基于深度學習的柔性直流單端量反行波波形特征保護 168
6.2.1 四端偽雙極柔性直流電網(wǎng)拓撲 169
6.2.2 單端電壓反行波波形分析 169
6.2.3 基于依賴模型的反行波計算方法 174
6.2.4 保護整體設計 176
6.2.5 仿真驗證與分析 177
6.3 基于遷移學習考慮多因素影響的改進柔性直流單端量保護 182
6.3.1 多因素影響分析 182
6.3.2 改進保護設計 184
6.3.3 仿真驗證與分析 185
6.4 基于深度學習的混合直流雙端量差動電流保護 190
6.4.1 三端雙極混合直流電網(wǎng)拓撲 190
6.4.2 雙端差動電流分析 191
6.4.3 保護整體設計 195
6.4.4 仿真驗證與分析 196
參考文獻 202
第7章 直流線路六次諧波后備保護原理 203
7.1 故障頻域特性分析 203
7.1.1 故障電流頻段分布特征 203
7.1.2 六次諧波分量分析 204
7.2 區(qū)內(nèi)外故障六次諧波差異分析 214
7.2.1 理論分析 214
7.2.2 仿真分析 221
7.3 保護方法 224
7.3.1 啟動元件 224
7.3.2 雙極短路故障判據(jù) 224
7.3.3 區(qū)內(nèi)外故障判據(jù) 225
7.3.4 保護方法流程 225
7.4 線路長度對保護方法的影響 226
7.4.1 理論分析 226
7.4.2 仿真驗證 227
7.4.3 保護適用場景 228
7.5 保護算法性能分析 228
7.5.1 過渡電阻對保護的影響 229
7.5.2 噪聲干擾對保護的影響 230
7.5.3 單極接地故障 231
7.5.4 交流側故障 231
參考文獻 232
第8章 直流輸電線路故障自適應恢復技術 234
8.1 直流系統(tǒng)自適應恢復技術需求 234
8.1.1 直流系統(tǒng)自動恢復技術概述 234
8.1.2 直流系統(tǒng)自適應恢復技術 237
8.2 基于換流器控制協(xié)同的LCC-MMC自適應重啟技術 246
8.2.1 研究思路 246
8.2.2 反行波估算 247
8.2.3 自適應重啟策略 251
8.2.4 仿真驗證與分析 256
8.3 基于主頻率躍變的MMC-MMC自適應重合閘技術 261
8.3.1 研究思路 261
8.3.2 電壓行波傳播主成分 263
8.3.3 自適應重合閘策略 269
8.3.4 仿真驗證與分析 274
參考文獻 280