无功补偿理论及其应用

本书特色

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无功补偿是提高输、配电系统电能质量的有效途径，庞大的电力系统可借助远程通信方式实现工业园区、枢纽变电站、地区，乃至全省的无功优化调度和控制。本着通俗易懂、循序渐进的原则，本书除了介绍常规的并联型和串联型无功补偿的理论和控制外，还详细阐述了怎样通过无功补偿对三相不对称系统实现平衡补偿的理论和方法；推导并分析了各类电力滤波器的基本计算公式，以及实现滤波的控制。利用有载调压对无功的影响，书中专门介绍了变压器有载调压中的电压调节器和相位调节器、自动电压控制（avc）系统，以及电压无功控制（vqc）等。考虑到磁控电抗器（mcr）和静止同步补偿器也逐渐融入到无功补偿的行列之中，并逐渐成为高电压等级无功补偿的重要形式，本书对它们的构成、实现原理，以及有关特性也进行了详细分析和计算说明。此外，书中还介绍了rtu、dtu、ftu、ttu等智能终端的概念及其在远程无功补偿控制中的作用。
本书特别注重应用算例与有关概念的有效联系，文字精炼、物理概念清晰、理论推导严密、前后逻辑对应，这几点始终贯穿于本书的所有章节。本书可作为电气工程类各专业工程技术人员和研究人员的参考书，对具体从事无功补偿的设计人员和电力系统的从业人员也有很高的参考价值，同时也能作为高年级本科生、研究生和电气工程专业教师的基础用书。

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内容简介

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　　无功补偿是提高输、配电系统电能质量的有效途径，庞大的电力系统可借助远程通信方式实现工业园区、枢纽变电站、地区，乃至全省的无功优化调度和控制。本着通俗易懂、循序渐进的原则，本书除了介绍常规的并联型和串联型无功补偿的理论和控制外，还详细阐述了怎样通过无功补偿对三相不对称系统实现平衡补偿的理论和方法；推导并分析了各类电力滤波器的基本计算公式，以及实现滤波的控制。利用有载调压对无功的影响，书中专门介绍了变压器有载调压中的电压调节器和相位调节器、自动电压控制（AVC）系统，以及电压无功控制（VQC）等。考虑到磁控电抗器（MCR）和静止同步补偿器也逐渐融入到无功补偿的行列之中，并逐渐成为高电压等级无功补偿的重要形式，本书对它们的构成、实现原理，以及有关特性也进行了详细分析和计算说明。此外，书中还介绍了RTU、DTU、FTU、TTU等智能终端的概念及其在远程无功补偿控制中的作用。
　　本书特别注重应用算例与有关概念的有效联系，文字精炼、物理概念清晰、理论推导严密、前后逻辑对应，这几点始终贯穿于本书的所有章节。本书可作为电气工程类各专业工程技术人员和研究人员的参考书，对具体从事无功补偿的设计人员和电力系统的从业人员也有很高的参考价值，同时也能作为高年级本科生、研究生和电气工程专业教师的基础用书。

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目录

电力电子新技术系列图书序言前言 第1章无功补偿的基本概念11.1什么是无功功率11.2为什么要进行无功补偿21.3传输线路的等效模型41.3.1架空线等效模型参数计算41.3.2电缆传输线等效模型参数计算111.4无功功率的计算231.4.1系统分析中的几个概念231.4.2系统分析的模型等效241.4.3无功计算的基本方法251.4.4复杂系统的无功补偿321.5输电网互联的潮流及其稳定性概念341.5.1电网互联的简化模型351.5.2传输线的潮流计算361.5.3稳定性的基本概念381.6常用无功补偿设备401.6.1固定电容401.6.2机械旋转类无功补偿401.6.3静止类无功补偿器441.6.4复合类无功补偿器471.7晶闸管触发的可靠性481.8无功补偿发展的特点521.8.1多功能化531.8.2集成化541.8.3综合化561.8.4自愈性561.8.5智能终端581.8.6网络化621.8.7发展趋势67复习思考题72 第2章并联型无功补偿752.1并联补偿的现状及其说明762.2并联补偿器的基本原理782.2.1传输线中点的无功补偿792.2.2线路终端电压的支撑842.2.3配电线路轻载条件下的无功补偿902.3静止同步补偿器952.3.1statcom简介962.3.2statcom的基本工作原理982.3.3statcom的损耗和谐波1042.3.4基本控制方法1062.4磁控电抗器1122.4.1基本概念1142.4.2磁控电抗器的基本原理和结构1152.4.3裂心磁路的磁特性1182.4.4绕组的换流1232.4.5磁阀式电抗器的电磁关系1282.4.6基于神经网络的偏磁特性拟合方法1342.4.7mcr的控制1442.5晶闸管控制电抗器与晶闸管投切电抗器1462.5.1晶闸管控制和晶闸管投切电抗器（tcr和tsr）1462.5.2tcr的等效电抗1492.5.3tcr的谐波1502.5.4tcr与mcr的比较1562.6晶闸管投切电容1602.6.1晶闸管投切电容的一般发展概况1602.6.2单相tsc的工作特性1622.6.3三相tsc的投切原理1672.6.4tsc的ui特性1702.7复合型无功补偿系统1712.7.1固定电容器与mcr或tcr构成的无功补偿器1722.7.2tsc与tcr组成的复合型无功补偿器1772.7.3statcom与tsc和tcr构成的无功补偿系统1832.7.4无功补偿器的基本特性1852.7.5混合补偿器的优点1862.8静止无功系统187复习思考题188 第3章串联补偿1923.1串联补偿的目的1923.1.1串联电容补偿的概念1933.1.2电压稳定性1943.1.3暂态稳定性的改善1953.1.4功率振荡的阻尼1963.1.5次同步振荡的阻尼1983.1.6串联补偿的功能及要求1983.1.7可控串联补偿的实现方法1993.2可变阻抗型串联补偿器2003.2.1门极关断晶闸管控制的串联电容2003.2.2晶闸管投切串联电容2073.2.3晶闸管控制串联电容2093.2.4次同步特性2173.2.5gcsc、tssc和tcsc的基本运行控制2203.3开关型变流器构成的串联补偿器2233.3.1静止同步串联补偿器2243.3.2sssc的传输特性2253.3.3控制范围与额定容量2283.3.4提供有功补偿的能力2293.3.5次同步谐振的消除2333.3.6sssc的内部控制2353.4串联无功补偿器的外环控制系统2383.5sssc的性能和特征归纳240复习思考题241 第4章电力滤波器及其无功补偿2484.1谐波及其衡量标准2484.1.1什么是谐波2484.1.2谐波限制及其相关标准2514.1.3相关的基本概念2544.2抑制谐波的基本原理2604.2.1滤波器的分类2604.2.2电力滤波器的基本概念2614.2.3电力滤波器的控制策略2624.3无源滤波器及其无功补偿2664.3.1无源滤波器的设计2664.3.2无源滤波器的无功补偿2674.4并联型电力有源滤波器2694.4.1实现并联有源滤波的机理2704.4.2控制原理2714.4.3apf仿真的数值计算2764.4.4动态特性的改善2814.5串联型电力有源滤波器2864.5.1串联滤波的基本概念2864.5.2串联滤波的基本原理2894.6并联混合型滤波器2904.6.1shf的一般设计方法2904.6.2控制系统的描述2924.6.3性能优化的进一步考虑2964.7谐波损耗2974.7.1谐波损耗的计算2974.7.2附加谐波损耗304复习思考题309 第5章不对称系统的平衡补偿3125.1不对称系统的一般概念3125.2不对称系统的电抗型平衡补偿模型3185.2.1三相四线制的不对称平衡补偿3195.2.2三相三线制不对称系统的平衡补偿3255.2.3平衡补偿的一般性模型3355.2.4平衡补偿的数值逼近计算法3415.2.5平衡补偿控制的pq计算模型3485.2.6平衡补偿控制系统3495.3串联型平衡补偿3525.4不对称系统的upfc平衡补偿3565.4.1upfc实现平衡补偿的原理3575.4.2变流器的交直流运行特性3595.4.3基于完整的upfc平衡补偿控制3675.5不对称系统的附加损耗3695.5.1不对称系统附加损耗的相关概念3695.5.2附加损耗计算3715.5.3应用举例372复习思考题373 第6章变压器的调压与相移3756.1静止电压、相角调节器的作用3766.1.1电压和相角调节器的相关概念3766.1.2相角调节器对潮流控制的影响3786.1.3有功和无功环路潮流的控制3816.1.4利用相角调节器改善暂态稳定性3836.1.5相角调节器对功率振荡的阻尼3846.1.6相角调节器的功能要求3856.2晶闸管控制的电压和相角调节器3856.2.1连续型可控晶闸管控制的抽头调节器3886.2.2离散电压等级的晶闸管抽头调节器3946.2.3晶闸管抽头调节器中开关阀额定值的考虑3966.3开关型电压和相角调节器3976.4混合型相角调节器399复习思考题400 第7章区域电网的无功补偿4047.1电网互联的无功补偿4047.1.1区域无功补偿的特点4047.1.2无功补偿与区域电网控制之间的相关概念4067.1.3区域电网的基本控制目标4097.1.4区域无功补偿的发展趋势4117.2vqc的基本理论4147.2.1电网的潮流计算4147.2.2电压稳定性4177.2.3区域无功优化的约束条件4197.2.4辐射网络补偿特性4207.3vqc的控制策略4227.3.1vqc的一般控制方法4227.3.2九区图控制4257.3.3改进的九区图控制4287.3.4vqc的控制目标4337.3.5综合设计的基本原则4347.4基于模糊控制的变电站电压无功综合控制4397.4.1模糊控制系统概述4397.4.2变电站电压无功综合控制策略4417.4.3基于模糊控制的电压无功综合控制4437.5自动电压控制系统4457.5.1avc的基本架构4467.5.2avc的控制模式4477.5.3三级控制策略4477.5.4全网电力系统控制的发展449复习思考题449 参考文献452 第1章异步电机控制概述11.1引言11.2电力电子技术的发展31.2.1电力电子器件及其发展31.2.2电动机控制用功率变换器51.2.3pwm技术及发展71.3微处理器的发展101.4电机控制理论的发展111.4.1经典电机控制方法111.4.2现代控制理论在电机控制中的应用131.4.3电机参数辨识181.4.4电机速度和磁链观测201.5本书内容24参考文献25 第2章异步电机数学模型342.1三相静止坐标系下的电机模型342.2参照系理论392.2.1引言392.2.2静止参照系和任意参照系之间的变换关系392.2.3常用参照系与不同参照系之间的变换412.3任意参照系下的电机模型432.3.1两相静止坐标系下的电机模型432.3.2两相同步坐标系下的电机模型452.3.3状态方程描述462.4小结50参考文献50 第3章异步电机驱动用电力电子变换器及调制技术513.1概述513.2两电平电压型逆变器及调制技术513.2.1两电平拓扑及工作原理513.2.2空间矢量调制技术543.3三电平电压型逆变器与调制技术563.3.1三电平拓扑和pwm技术563.3.2三电平载波pwm技术583.3.3三电平svpwm技术613.3.4三电平shepwm技术663.4基于同步优化脉冲调制的闭环控制技术863.5小结87参考文献87 第4章异步电机参数自整定924.1引言924.2电机参数离线辨识934.2.1电机旋转下的参数辨识934.2.2电机静止下的参数辨识964.2.3基于递推*小二乘法的参数辨识994.3电机参数在线辨识1104.3.1异步电机参数在线辨识数学模型1104.3.2带电压补偿的相电压估算1124.3.3仿真结果1154.3.4实验结果1164.4小结119参考文献120 第5章异步电机矢量控制1225.1矢量控制基本原理1225.2电压解耦控制器1255.3矢量控制调节器1295.3.1pi调节器1295.3.2滑模控制调节器1355.3.3模糊控制调节器1415.3.4实验结果与对比1455.4小结150参考文献150 第6章无速度传感器技术1526.1开环反电动势校正法1526.2闭环速度自适应磁链观测器1596.2.1龙贝格观测器1606.2.2滑模观测器1696.2.3扩展卡尔曼滤波观测器1746.3闭环观测器综合比较1816.3.1三种观测器之间的联系和区别1816.3.2三种观测器的性能比较1826.4小结183参考文献184 第7章三电平高性能异步电机无速度传感器控制1857.1三电平逆变器——异步电机控制综述1857.2基于观测器的无速度传感器矢量控制1877.2.1基本原理1877.2.2实验结果1887.3dtc技术综述1997.4优化矢量表三电平dtc及其无速度传感器运行2007.4.1dtc基本原理2007.4.2矢量选择和切换2027.4.3仿真结果2037.4.4实验结果2067.5离散空间矢量调制dtc及其无速度传感器运行2087.5.1基本原理2087.5.2矢量切换2097.5.3仿真结果2107.5.4实验结果2127.6固定开关频率svmdtc及其无速度传感器运行2157.6.1基本原理2157.6.2基于flc和smc的新型svmdtc2157.6.3仿真结果2167.6.4实验结果2187.7间接转矩控制及其无速度传感器运行2227.7.1基本原理2227.7.2仿真结果2237.7.3实验结果2267.8无速度传感器高性能电机闭环控制策略分析和比较2287.8.1原理分析和比较2287.8.2低速性能和动态性能实验结果比较2307.8.3各种闭环控制总结2307.9小结230参考文献231 第8章异步电机高性能变频器的研制及应用2348.1无速度传感器通用变频器研制2348.1.1控制系统设计2348.1.2电机起动电流抑制2378.1.3死区补偿2378.1.4无速度传感器闭环运行2398.2高性能高效率洗衣机变频器研制2428.2.1变频驱动器硬件设计2428.2.2变频驱动器软件设计2448.2.3实验和测试结果2508.3小结256参考文献256第1章绪论11.1多电平变换器的研究背景11.2多电平变换器拓扑结构31.2.1传统多电平变换器拓扑结构31.2.2新型多电平变换器拓扑结构91.3多电平变换器调制技术191.3.1传统多电平变换器调制技术191.3.2新型多电平变换器调制技术201.4多电平变换器控制技术201.5多电平变换器的建模方法211.5.1精确的开关模型221.5.2简化的分段开关模型221.5.3abc静止坐标系的时变平均模型231.5.4dq0旋转坐标系的时不变平均模型241.5.5dq0旋转坐标系的交流小信号模型241.6多电平变换器的工业应用241.6.1在大功率交流调速系统中的应用251.6.2在电力系统中的应用281.6.3在机车牵引系统、船舶推进装置和汽车中的应用291.6.4在能源的产生、转换和传输中的应用331.6.5在其他领域中的应用371.7本书的研究内容38 第2章级联型多电平变换器拓扑结构及原理392.1单相

封面

书名:无功补偿理论及其应用

作者:程汉湘

页数:451

定价:¥79.0

出版社:机械工业出版社

出版日期:2016-01-01

ISBN:9787111522133

PDF电子书大小:148MB 高清扫描完整版