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　　柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術(shù)自20世紀(jì)80年代末誕生以來(lái)，得到了迅速發(fā)展，成為電力工業(yè)近20年來(lái)發(fā)展最快和影響最廣的新興技術(shù)領(lǐng)域之一。謝小榮、姜齊榮編著的《柔性交流輸電系統(tǒng)的原理與應(yīng)用（第2版）》系統(tǒng)地闡述了FACTS的原理與應(yīng)用，首先介紹FACTS的基本概念、發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，及其與高壓直流輸電（HVDC）的關(guān)系；然后簡(jiǎn)要總結(jié)了作為FACTS技術(shù)基礎(chǔ)的大功率電力電子技術(shù)；繼而逐章論述并聯(lián)型FACTS控制器（如SVC、STATCOM、BESS、SMES等）、串聯(lián)型FACTS控制器（如GCSC、TSSC、TCSC、SSSC等）、復(fù)合型FACTS控制器（如TCVR/TCPAR、UPFC、IPFC等）及其他FACTS控制器（如NGHSSR阻尼器、TCBR、SCCL等），重點(diǎn)介紹其基本原理、主電路結(jié)構(gòu)、運(yùn)行特性、控制方法和應(yīng)用情況；最后介紹FACTS技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)而產(chǎn)生的用戶(hù)電力（亦稱(chēng)DFACTS）技術(shù)，重點(diǎn)討論了兩類(lèi)典型的用戶(hù)電力控制器，即有源電力濾波器（APF）和動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器（DVR）。
　　本書(shū)可供電氣工程專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本科生和研究生使用，也可供FACTS領(lǐng)域的廣大科研和工程技術(shù)人員參考。

　　電力輸電系統(tǒng)已進(jìn)入大系統(tǒng)、超高壓遠(yuǎn)距離輸電、跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的新階段，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使現(xiàn)代輸電網(wǎng)的管理和運(yùn)營(yíng)模式發(fā)生變革，對(duì)其安全、穩(wěn)定、高效、靈活運(yùn)行控制的要求日益提高，從而急需發(fā)展新的調(diào)節(jié)手段，提高其可控性；另一方面，控制理論、大功率電力電子、計(jì)算機(jī)信息處理等技術(shù)的蓬勃發(fā)展又為輸電控制手段的改善和升級(jí)換代不斷提供新的可能。在這種情形下，美國(guó)N. G. Hingorani博士首先較完整地提出了柔性交流輸電系統(tǒng)（flexible AC transmission system，F(xiàn)ACTS）的概念。FACTS自誕生始就受到各國(guó)電力科研院所、高等院校、電力公司和制造廠(chǎng)家的重視，得到了廣泛的研究和迅速的推廣應(yīng)用，成為電力工業(yè)近20年來(lái)發(fā)展最快和影響最廣的新興技術(shù)領(lǐng)域之一。目前已發(fā)明了近20種FACTS控制器，部分已經(jīng)商業(yè)化并取得良好的成效，成為解決現(xiàn)代電網(wǎng)諸多挑戰(zhàn)的重要手段之一。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，F(xiàn)ACTS技術(shù)的作用將更為深遠(yuǎn)，正如IEEE/PES的“DC與FACTS分委會(huì)”所指出的： “FACTS與先進(jìn)控制中心和整體自動(dòng)化等技術(shù)所帶來(lái)的非常長(zhǎng)遠(yuǎn)的優(yōu)越性已經(jīng)被世人廣泛認(rèn)可，它們預(yù)示著電力傳輸系統(tǒng)一個(gè)新時(shí)代的到來(lái)。”
　　FACTS的基本內(nèi)涵是：基于采用現(xiàn)代大功率電力電子技術(shù)構(gòu)成的各種FACTS控制器，結(jié)合先進(jìn)的控制理論和計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)交流輸電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)和變量（如電壓、相角、阻抗、潮流等）更加快速、連續(xù)和頻繁的調(diào)節(jié)，即所謂柔性（或靈活）輸電控制，進(jìn)而達(dá)到提高輸電系統(tǒng)運(yùn)行效率、穩(wěn)定性和可靠性的目的。因此，F(xiàn)ACTS的基石是大功率電力電子技術(shù)，核心是FACTS控制器，關(guān)鍵是對(duì)輸電網(wǎng)參數(shù)和變量的柔性化控制。FACTS技術(shù)通過(guò)適當(dāng)?shù)母脑�，還可應(yīng)用于配電和用電網(wǎng)絡(luò)，以改善電能質(zhì)量和提供用戶(hù)定制電力。
　　筆者長(zhǎng)期從事FACTS技術(shù)領(lǐng)域的研究工作，曾參與研制了國(guó)內(nèi)首臺(tái)大容量（20Mvar）STATCOM裝置，2003年開(kāi)始在清華大學(xué)開(kāi)設(shè)研究生課程“柔性輸配電系統(tǒng)（FACTS/DFACTS）的原理及應(yīng)用”，本書(shū)即是在該課程講授過(guò)程中逐漸成稿的。
　　全書(shū)共分12章。第1章概述FACTS和定制電力技術(shù)，并討論FACTS和HVDC的關(guān)系。第2章簡(jiǎn)要介紹作為FACTS和定制電力技術(shù)基石的電力電子。第3章先概述并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔�、歷史與現(xiàn)狀以及補(bǔ)償器的分類(lèi)，然后重點(diǎn)介紹SVC的原理、特性、控制和應(yīng)用。第4章論述STATCOM的基本原理、數(shù)學(xué)建模、特性分析、控制設(shè)計(jì)及應(yīng)用情況。第5章對(duì)SVC和STATCOM的基本特性進(jìn)行比較，研究它們的系統(tǒng)級(jí)控制策略共性，并討論綜合并聯(lián)補(bǔ)償系統(tǒng)。第6章介紹將STATCOM與蓄電池和超導(dǎo)磁體結(jié)合起來(lái)構(gòu)成的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)。第7章介紹變阻抗型串聯(lián)FACTS控制器，重點(diǎn)討論晶閘管控制串聯(lián)電容補(bǔ)償器（TCSC）的原理、特性、控制和應(yīng)用。第8章介紹靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器（SSSC）。第9章介紹靜止電壓/相角調(diào)節(jié)器。第10章介紹統(tǒng)一潮流控制器及其他復(fù)合補(bǔ)償器。第11章主要介紹電能質(zhì)量和定制有特殊用途的FACTS控制器，即NGH 次同步諧振阻尼器、晶閘管控制的制動(dòng)電阻和短路電流限制器。第12章概述了電能質(zhì)量和定制電力技術(shù)，并重點(diǎn)介紹兩類(lèi)典型的電能質(zhì)量控制器，即并聯(lián)型有源電力濾波器和串聯(lián)型動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器。
　　本書(shū)的第2~7章由謝小榮編寫(xiě)，第8~12章由姜齊榮編寫(xiě)，第1章為二人合寫(xiě)。本書(shū)力求體現(xiàn)FACTS領(lǐng)域中研究開(kāi)發(fā)和工程技術(shù)人員的科研成果，它應(yīng)該屬于在該領(lǐng)域中奮力開(kāi)拓的國(guó)內(nèi)外科技工作者。
　　在本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中，選修編者所開(kāi)設(shè)課程的研究生在文獻(xiàn)檢索、資料匯編和圖文整理等方面給予了大量的幫助，嚴(yán)干貴博士閱讀全書(shū)并提出了寶貴意見(jiàn)，同時(shí)得到了韓英鐸院士、王仲鴻、陳建業(yè)、崔文進(jìn)、童陸園和劉文華等教授的指導(dǎo)，清華大學(xué)電機(jī)工程系與柔性輸配電系統(tǒng)研究所也給予了支持，在此一并表示誠(chéng)摯的感謝。
　　本書(shū)可供高年級(jí)本科生和研究生使用，也可供FACTS領(lǐng)域的廣大科研和工程技術(shù)人員參考。
　　由于作者水平有限，書(shū)中不妥和錯(cuò)誤之處懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
　　作者2014年5月于清華園

第1章柔性交流輸電系統(tǒng)概述 1.1 現(xiàn)代電力系統(tǒng)概述 1.1.1 輸電技術(shù)的發(fā)展歷史 1.1.2 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 1.2 輸電網(wǎng)互聯(lián)帶來(lái)的挑戰(zhàn) 1.2.1 第1章柔性交流輸電系統(tǒng)概述 1.1 現(xiàn)代電力系統(tǒng)概述 1.1.1 輸電技術(shù)的發(fā)展歷史 1.1.2 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 1.2 輸電網(wǎng)互聯(lián)帶來(lái)的挑戰(zhàn) 1.2.1 電網(wǎng)互聯(lián)帶來(lái)的好處和挑戰(zhàn) 1.2.2 輸電網(wǎng)的潮流控制 1.2.3 提高傳輸容量 1.3 傳統(tǒng)解決方法及其局限性 1.4 新的解決方法——FACTS的誕生 1.4.1 FACTS出現(xiàn)的背景及其必然性 1.4.2 FACTS的歷史、現(xiàn)狀與前景 1.5 FACTS及其控制器概述 1.5.1 FACTS基本概念 1.5.2 FACTS控制器的基本類(lèi)型 1.5.3 主要FACTS控制器的定義 1.5.4 FACTS的優(yōu)越性 1.6 FACTS與HVDC 1.6.1 HVDC的發(fā)展歷史回顧 1.6.2 HVDC的基本原理及其特點(diǎn) 1.6.3 HVDC的特點(diǎn)和等價(jià)距離概念 1.6.4 HVDC的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域和FACTS技術(shù)的影響 1.6.5 HVDC與FACTS的關(guān)系 1.7 電能質(zhì)量與定制電力 1.7.1 電能質(zhì)量問(wèn)題概述 1.7.2 定制電力及其控制器參考文獻(xiàn)第2章電力電子學(xué)基礎(chǔ) 2.1 概述 2.2 電力電子器件 2.2.1 發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 2.2.2 分類(lèi) 2.2.3 特性參數(shù) 2.2.4 主要器件簡(jiǎn)述 2.2.5 FACTS控制器中的電力電子器件 2.3 電力電子變換器概述 2.3.1 電力電子變換器及其分類(lèi) 2.3.2 電壓/電流源型變換器的一些基本概念 2.4 電壓源型變換器 2.4.1 基本原理 2.4.2 單相變換器 2.4.3 三相二電平變換器 2.4.4 三相多電平變換器 2.4.5 脈寬調(diào)制技術(shù) 2.4.6 多電平變換器和PWM技術(shù)在FACTS中的應(yīng)用 2.4.7 如何增大變換器容量 2.5 電流源型變換器概述 2.6 電壓源型變換器與電流源型變換器的比較與綜合 2.6.1 VSC和CSC的比較 2.6.2 混合變換器概念 2.6.3 阻抗型變換器概念參考文獻(xiàn)第3章并聯(lián)補(bǔ)償與靜止無(wú)功補(bǔ)償器 3.1 并聯(lián)補(bǔ)償概述 3.2 并聯(lián)補(bǔ)償?shù)淖饔? 3.2.1 輸電系統(tǒng)并聯(lián)補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)性能控制 3.2.2 輸電線(xiàn)路分段和中點(diǎn)并聯(lián)補(bǔ)償 3.2.3 并聯(lián)補(bǔ)償提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性 3.2.4 并聯(lián)補(bǔ)償提高輸電系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性 3.2.5 并聯(lián)補(bǔ)償提高輸電系統(tǒng)振蕩穩(wěn)定性 3.2.6 負(fù)荷的三相不平衡補(bǔ)償 3.2.7 電力系統(tǒng)諧波的并聯(lián)補(bǔ)償 3.3 電力系統(tǒng)并聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)的歷史與現(xiàn)狀 3.4 并聯(lián)補(bǔ)償器的種類(lèi) 3.5 靜止無(wú)功補(bǔ)償器 3.5.1 并聯(lián)飽和電抗器 3.5.2 晶閘管控制/投切電抗器 3.5.3 晶閘管控制的高阻抗變壓器 3.5.4 晶閘管投切電容器 3.5.5 組合式SVC概述 3.5.6 固定電容-晶閘管控制電抗型SVC 3.5.7 晶閘管投切電容-晶閘管控制電抗型SVC 3.5.8 機(jī)械式投切電容-晶閘管控制電抗型SVC 3.6 SVC的控制策略簡(jiǎn)介 3.6.1 面向電力系統(tǒng)的對(duì)稱(chēng)控制策略 3.6.2 面向負(fù)荷的控制策略 3.7 SVC的應(yīng)用概述與工程舉例 3.7.1 SVC應(yīng)用概述 3.7.2 美國(guó)Eddy變電站高壓直流聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償 3.7.3 武鋼硅鋼廠(chǎng)SVC工程參考文獻(xiàn)第4章靜止同步補(bǔ)償器STATCOM 4.1 概述 4.2 STATCOM工作原理簡(jiǎn)述 4.3 國(guó)產(chǎn)±20Mvar STATCOM的建模、分析與控制 4.3.1 ±20Mvar STATCOM簡(jiǎn)介 4.3.2 主電路結(jié)構(gòu) 4.3.3 主電路建模 4.3.4 特性分析 4.3.5 控制系統(tǒng) 4.3.6 保護(hù)系統(tǒng) 4.3.7 運(yùn)行與測(cè)試 4.4 國(guó)內(nèi)外STATCOM應(yīng)用工程概述及實(shí)例 4.4.1 國(guó)內(nèi)外STATCOM應(yīng)用工程概述 4.4.2 日本關(guān)西電力系統(tǒng)Inuyama開(kāi)關(guān)站±80Mvar STATCOM 4.4.3 NGC-ALSTOM的±75Mvar鏈?zhǔn)絊TATCOM 參考文獻(xiàn)第5章綜合并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng) 5.1 概述 5.2 SVC與STATCOM的基本特性比較 5.2.1 輸出特性比較 5.2.2 響應(yīng)速度比較 5.2.3 損耗特性比較 5.2.4 有功功率調(diào)節(jié)能力 5.2.5 交流系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)時(shí)的運(yùn)行特性 5.2.6 其他方面的比較 5.3 SVG的系統(tǒng)控制 5.3.1 SVG的一般控制策略 5.3.2 電壓控制策略及其閉環(huán)動(dòng)態(tài)模型 5.3.3 STATCOM和SVC提高電壓穩(wěn)定性的比較 5.3.4 恒電壓控制模式下STATCOM和SVC對(duì)提高傳輸容量的比較 5.3.5 暫態(tài)穩(wěn)定控制 5.3.6 阻尼控制 5.3.7 無(wú)功儲(chǔ)備控制 5.3.8 多目標(biāo)控制策略 5.3.9 SVG控制系統(tǒng)構(gòu)成 5.4 綜合并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償參考文獻(xiàn)第6章并聯(lián)儲(chǔ)能系統(tǒng) 6.1 概述 6.2 電池儲(chǔ)能系統(tǒng) 6.2.1 技術(shù)特點(diǎn) 6.2.2 基本原理與模型 6.2.3 控制系統(tǒng) 6.2.4 應(yīng)用情況 6.3 SMES 6.3.1 技術(shù)特點(diǎn) 6.3.2 基本結(jié)構(gòu) 6.3.3 運(yùn)行特性與控制簡(jiǎn)述 6.3.4 在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用 6.3.5 國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用狀況 6.3.6 應(yīng)用前景展望參考文獻(xiàn)第7章變阻抗型串聯(lián)補(bǔ)償器 7.1 電力系統(tǒng)串聯(lián)補(bǔ)償概述 7.1.1 基本概念 7.1.2 串聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟? 7.2 串聯(lián)補(bǔ)償?shù)淖饔? 7.2.1 串聯(lián)補(bǔ)償與潮流控制 7.2.2 串聯(lián)補(bǔ)償提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性 7.2.3 串聯(lián)補(bǔ)償提高輸電系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性 7.2.4 串聯(lián)補(bǔ)償提高輸電系統(tǒng)振蕩穩(wěn)定性 7.2.5 串聯(lián)補(bǔ)償抑制次同步振蕩 7.3 電力系統(tǒng)串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)的歷史與現(xiàn)狀 7.4 可控串聯(lián)補(bǔ)償?shù)姆椒ê痛?lián)補(bǔ)償器的種類(lèi) 7.5 GTO控制串聯(lián)電容器 7.6 晶閘管投切串聯(lián)電容器 7.7 晶閘管控制串聯(lián)電容器 7.7.1 基本原理 7.7.2 TCSC的電路分析 7.7.3 穩(wěn)態(tài)基波阻抗模型 7.7.4 TCSC的動(dòng)態(tài)特性 7.7.5 U-I工作區(qū)與損耗特性 7.7.6 諧波特性 7.7.7 同步信號(hào) 7.7.8 實(shí)用的TCSC電路結(jié)構(gòu)及其參數(shù)選擇 7.8 GCSC,TSSC和TCSC次同步諧振特性 7.9 GCSC,TSSC和TCSC的控制 7.9.1 控制系統(tǒng)概述 7.9.2 GCSC的內(nèi)環(huán)控制原理 7.9.3 TCSC的內(nèi)環(huán)控制原理 7.9.4 TCSC的系統(tǒng)級(jí)控制概述 7.10 TCSC的應(yīng)用工程概述及實(shí)例 7.10.1 國(guó)內(nèi)外TCSC應(yīng)用工程概述 7.10.2 中國(guó)南方電網(wǎng)平果變電站TCSC工程參考文獻(xiàn)第8章靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器 8.1 工作原理 8.2 SSSC裝置對(duì)系統(tǒng)功角特性的影響 8.3 SSSC裝置的主電路 8.4 SSSC裝置的控制 8.5 SSSC與TCSC的比較 8.6 混合靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器參考文獻(xiàn)第9章靜止電壓/相角調(diào)節(jié)器 9.1 電壓/相角調(diào)節(jié)的作用 9.2 電壓/相角調(diào)節(jié)的方法 9.3 TCVR/TCPAR的工作原理、控制方法參考文獻(xiàn)第10章統(tǒng)一潮流控制器及其他復(fù)合補(bǔ)償器 10.1 概述 10.2 統(tǒng)一潮流控制器 10.2.1 工作原理 10.2.2 UPFC對(duì)輸電系統(tǒng)功率特性的影響 10.2.3 控制方法及其改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和傳輸能力的分析 10.2.4 示范工程 10.3 線(xiàn)間潮流控制器 10.4 通用型多功能FACTS控制器參考文獻(xiàn)第11章其他FACTS控制器 11.1 晶閘管控制的制動(dòng)電阻 11.2 短路電流限制器參考文獻(xiàn)第12章 DFACTS與定制電力技術(shù) 12.1 有源電力濾波器 12.1.1 有源濾波器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 12.1.2 有源濾波器的控制策略 12.1.3 功率電路的設(shè)計(jì) 12.1.4 有源濾波器的技術(shù)要求 12.1.5 工程實(shí)例 12.2 動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器 12.2.1 動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)分析 12.2.2 動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的控制 12.2.3 DVR設(shè)計(jì)實(shí)例參考文獻(xiàn)縮略詞表

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