高压直流输电原理与运行（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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韩民晓，文俊，徐永海 著

图书标签:

• 电力系统
• 高压直流输电
• 电力电子技术
• 输电技术
• 电力工程
• HVDC
• 直流输电
• 电网
• 电力技术
• 运行维护

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111406518

版次：2

商品编码：11181315

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 电力电子新技术系列图书

开本：16开

出版时间：2013-02-01

用纸：胶版纸

编辑推荐

　　《高压直流输电原理与运行（第2版）》的目的在于强调电力电子技术应用领域中高压直流输电的重要作用，可作为站在电力电子技术角度探讨其在电力系统中的应用或站在电力系统角度探讨电力电子技术的作用等相关领域的学习、研究及工程应用的参考书。

内容简介

　　《高压直流输电原理与运行（第2版）》在论述了直流输电基本概念、构成、发展及主要设备的基础上，讨论了直流输电的基本工作原理、谐波与无功问题、直流输电的控制与保护、直流输电与交流系统的相互作用及对交流系统的控制作用，论述了包括器件换相直流输电技术和特高压直流输电技术等直流输电技术的新进展。

目录

第2版前言
第1版前言
第1章 绪论
1.1 高压直流输电的构成
1.1.1 高压直流输电的概念
1.1.2 高压直流输电的分类
1.1.3 直流系统的构成
1.2 高压直流输电的特点及适用场合
1.3 高压直流输电的历史与国外的现状
1.4 高压直流输电在我国的发展
1.5 直流输电技术新发展
1.5.1 器件换相直流输电
1.5.2 电容换相换流器
1.5.3 特高压直流输电

第2章 高压直流输电系统的主要设备
2.1 换流装置
2.1.1 器件
2.1.2 换流阀
2.1.3 换流单元接线方式
2.2 换流变压器
2.2.1 功能与特点
2.2.2 换流变压器型式
2.2.3 换流变压器接入阀厅的方式
2.3 平波电抗器
2.3.1 功能
2.3.2 平波电抗器型式
2.4 无功补偿装置
2.4.1 无功补偿装置类型
2.4.2 无功补偿容量确定
2.5 滤波器
2.5.1 滤波器类型
2.5.2 交流滤波器
2.5.3 直流滤波器
2.6 直流输电线路
2.6.1 直流输电架空线路
2.6.2 直流输电电缆线路
2.6.3 直流接地极引线
2.7 接地极
2.7.1 接地极地电流对环境的影响
2.7.2 接地极运行特性
2.7.3 对极址的要求
2.7.4 接地极材料
2.7.5 接地极设计

第3章 换流器工作原理
3.1 6脉波整流器工作原理
3.1.1 正常运行方式——工况2-3
3.1.2 非正常运行方式——工况3
3.1.3 故障运行方式——工况3-4
3.1.4 6脉波整流器外特性曲线
3.2 12脉波整流器工作原理
3.2.1 正常运行方式——工况4-5
3.2.2 桥间相互影响
3.2.3 相关计算公式
3.3 6 脉波逆变器工作原理
3.3.1 正常运行方式——工况2-3
3.3.2 故障运行方式——工况3-4
3.3.3 6脉波逆变器外特性曲线
3.4 12脉波逆变器工作原理
3.4.1 12脉波逆变器实现逆变的条件
3.4.2 12脉波逆变器可能发生换相失败
3.4.3 12脉波逆变器整流电压平均值计算公式

第4章 高压直流输电的谐波抑制与无功补偿
4.1 高压直流输电谐波的基本问题
4.1.1 谐波的危害
4.1.2 谐波的基本概念
4.2 特征谐波
4.2.1 换流器交流侧的特征谐波
4.2.2 换流器直流侧的特征谐波
4.3 非特征谐波
4.3.1 换流器交流侧的非特征谐波
4.3.2 换流器直流侧的非特征谐波
4.4 谐波抑制及抑制设备
4.4.1 增加脉波数抑制谐波
4.4.2 安装滤波器抑制谐波
4.4.3 谐波抑制设备
4.5 交流滤波器设计
4.6 直流滤波器设计
4.6.1 直流滤波器常规设计
4.6.2 直流有源滤波器
4.7 高压直流输电的无功补偿和功率因数
4.7.1 电网换相换流器无功特性
4.7.2 无功功率消耗计算工程方法
4.7.3 容性无功补偿设备容量确定
4.7.4 感性无功补偿设备容量确定
4.7.5 功率因数
4.7.6 无功分组容量确定
4.8 无功补偿设备
4.9 无功功率控制
4.9.1 分段调节无功补偿设备控制
4.9.2 连续调节无功补偿设备控制
4.9.3 换流器参与无功电压控制

第5章 电网换相直流输电的控制与保护
5.1 基本控制方式
5.1.1 控制原理
5.1.2 相位控制方式
5.1.3 换流器控制方式
5.1.4 整流器、逆变器的协调
5.1.5 控制保护用互感器
5.2 保护方式
5.2.1 故障的分类与保护动作
5.2.2 换流站内的故障与保护示例
5.2.3 直流线路的故障与保护示例
5.2.4 交流侧的故障与保护示例

第6章 电网换相直流输电的运行特性与系统控制
6.1 电网换相直流输电的运行特性
6.1.1 系统故障时的运行特性
6.1.2 交流电压稳定性
6.1.3 高次谐波稳定性
6.1.4 轴系扭振现象
6.2 直流输电在交流系统控制中的应用
6.2.1 系统频率控制
6.2.2 交流电压、无功控制
6.2.3 系统稳定控制
6.3 多端直流输电的控制保护方式
6.3.1 控制保护方式
6.3.2 系统故障时的运行特性
6.3.3 起停控制
6.3.4 潮流反转

第7章 器件换相直流输电技术
7.1 全控型功率器件发展概况
7.1.1 全控型功率器件的发展与应用概况
7.1.2 器件换相直流输电采用的典型全控型功率器件
7.2 器件换相直流输电换流装置工作原理
7.2.1 换流器
7.2.2 电压源换流器的工作原理和基本特点
7.2.3 接入系统时的有功、无功功率特性
7.2.4 换流器各部分电压、电流波形
7.3 器件换相直流输电的控制与保护方式
7.3.1 只采用器件换相的直流输电
7.3.2 器件、电网换相换流器混合型直流输电
7.3.3 混合型器件换相直流输电示例
7.4 器件换相直流输电的应用示例
7.4.1 电压源器件换相直流输电系统的应用范围
7.4.2 VSC-HVDC系统工程实例
7.5 器件换相直流输电的发展
7.5.1 模块化多电平换流器技术
7.5.2 换流器的发展趋势与开发现状

第8章 高压直流输电的新技术及新发展
8.1 基于电容换相技术的换流器
8.1.1 电容换相换流器
8.1.2 可控串联电容换流器
8.1.3 基于电容换相技术的换流器特点
8.1.4 电容换相技术的工程应用
8.2 特高压直流输电
8.2.1 特高压直流输电发展概况
8.2.2 特高压直流输电的特点及我国特高压直流输电发展的必要性
8.2.3 特高压直流输电接线方式
8.2.4 特高压直流输电运行方式
8.2.5 特高压直流输电控制保护系统
8.2.6 特高压直流输电工程简介
8.3 光触发晶闸管
参考文献

前言/序言

现代电力系统中的电力电子技术应用与展望 本书聚焦于现代电力系统中日益核心的电力电子技术，旨在全面阐述其基本原理、关键技术及其在不同电力应用场景中的实际部署与优化策略。内容涵盖了从基础的半导体器件特性到复杂的功率变换器拓扑结构，再到系统级的控制与保护机制。 第一部分：电力电子基础与器件物理 本部分将深入探讨构成现代电力电子系统的基础构件——功率半导体器件。内容从晶体管的物理结构出发，详细分析了电力二极管、晶闸管（SCR）、门极关断晶闸管（GTO）、功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）以及最新的碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）器件的工作机理、静态与动态特性。重点讨论了器件的耐压、导通损耗、开关损耗与热管理策略，为后续的电路设计奠定坚实的理论基础。 第二部分：基本功率变换电路拓扑与分析 本章系统梳理了四种核心的电力变换电路： 1. 交流到直流（AC/DC）变换： 详细分析了可控整流电路和有源前端（APF）技术。深入探讨了单相和三相不控整流、半控整流和全控整流电路的输出电压纹波、谐波特性以及电网侧的功率因数校正（PFC）技术，包括传统的二极管整流、PWM整流器的工作模式及其控制策略。 2. 直流到交流（DC/AC）变换（逆变器）： 重点剖析了电压源逆变器（VSI）和电流源逆变器（CSI）的结构与运行原理。详细阐述了方波逆变、正弦脉宽调制（SPWM）以及矢量控制（FOC）在实现高质量交流输出中的应用，并对多电平逆变器（如中点钳位、飞跨点、级联H桥）的优势与挑战进行了对比分析。 3. 直流到直流（DC/DC）变换： 覆盖了从低压到高压、从隔离到非隔离的各种DC/DC变换器。详细分析了非隔离的Buck、Boost、Buck-Boost及其组合拓扑（如Buck-Boost-Buck），以及隔离型的正激、反激、半桥、全桥LLC谐振变换器。特别关注了软开关技术（ZVS/ZCS）在提高转换效率和降低电磁干扰（EMI）中的作用。 4. 交流到交流（AC/AC）变换： 主要集中于交流调压器、矩阵变换器和交-交变频器。阐述了矩阵变换器通过直接调制实现高频AC到AC变换的优势，以及其在电机驱动和灵活电网接口中的潜力。 第三部分：高级控制技术与系统集成 电力电子系统性能的优劣在很大程度上取决于其控制系统的精度和鲁棒性。本部分聚焦于控制理论在功率变换器中的应用： 1. 数字控制基础： 介绍了微处理器、DSP和FPGA在电力电子实时控制中的选型、编程与高速数据处理。讨论了模数/数模转换（ADC/DAC）的时序要求和量化误差对控制性能的影响。 2. 经典控制与现代控制： 深入讲解了PI控制器的设计方法，并扩展到更复杂的解耦控制、滑模控制（SMC）以及基于状态平均模型的平均状态空间法（State-Space Averaging）在设计高带宽控制环路中的应用。 3. 系统级动态行为分析： 关注功率变换器与电网（或负载）相互作用时的系统稳定性问题。包括小信号建模、阻抗建模（Impedance Modeling）以及利用Nyquist/Bode图分析闭环系统的裕度和暂态响应。 第四部分：电力电子技术在关键领域的应用 本部分将理论知识与工程实践相结合，详细分析电力电子技术在以下主要领域的应用： 1. 现代电机驱动系统： 重点介绍永磁同步电机（PMSM）和异步电机（Induction Motor）的矢量控制与直接转矩控制（DTC）。探讨高功率密度变频器（如采用SiC器件）在电动汽车牵引、工业传动中的技术突破。 2. 可再生能源并网技术： 详细阐述了光伏逆变器和风力发电机变流器的并网要求，包括最大功率点跟踪（MPPT）、低电压穿越（LVRT）能力、无功功率支撑以及电网同步技术（锁相环PLL的精度与稳定性）。 3. 新型储能系统接口： 剖析了电池储能系统（BESS）中双向DC/DC变换器的设计挑战，如双有源桥（DAB）的隔离传输、均流控制和短路保护。 4. 电能质量改善： 详细介绍有源电力滤波器（APF）和静止无功发生器（SVG）的工作原理，分析如何利用快速功率变换器对系统中的谐波和电压波动进行实时补偿，提升电能质量。 第五部分：可靠性、电磁兼容性与未来发展趋势 最后，本书探讨了电力电子系统工程实施中的重要环节： 1. 热管理与可靠性设计： 分析了功率模块的散热路径设计、热阻计算以及寿命预测模型。讨论了环境因素（如温度、湿度、振动）对器件和系统的影响。 2. 电磁兼容性（EMC）与噪声抑制： 阐述了高频开关产生的传导和辐射干扰的机理，并提出了滤波设计（EMI滤波器）、布局优化和屏蔽技术，以满足严格的EMC标准。 3. 未来展望： 展望下一代电力电子技术的发展方向，包括超宽禁带半导体（如SiC和GaN）在提高功率密度和工作频率方面的潜力、模块化多电平换流器（MMC）在特高压和柔性直流中的应用前景，以及人工智能（AI）在故障诊断和优化控制中的集成。 本书内容全面、深入且注重工程应用，适用于电力电子、电气工程、自动化相关专业的高年级本科生、研究生以及从事电力电子设备研发、系统集成和电网运行维护的工程师参考阅读。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实践指导意义，说实话，比我预期的要深刻得多。我原本以为它会停留在理论层面，但翻到“运行与控制”那部分时，我发现作者似乎把几十年的工程经验都浓缩进去了。特别是关于“故障检测与快速恢复”的章节，简直是救命稻草。我们知道，高压直流输电一旦发生短路或接地故障，系统的保护响应速度至关重要，延误几毫秒都可能导致整个换流站的连锁反应。书里详细描述了基于快速傅里叶变换（FFT）的电流谐波分析方法，以及如何利用这些信息来区分是系统内部故障还是外部干扰。那种对实际运行中可能出现的各种“疑难杂症”的预判和应对策略，写得细致入微，连不同气候条件下绝缘子串的泄漏电流分析都有涉及，这已经超出了普通教材的范畴，更像是一份工程规范的深度解读。读完这部分，感觉自己像是刚参加完一次高压直流站的现场维护培训，信心大增。

评分☆☆☆☆☆

收到一本新书，光看名字就觉得头皮发麻，这本《高压直流输电原理与运行（第2版）》可真不是盖的，我翻开第一页，嚯，满满的公式和深奥的理论，简直是给专业人士量身定做的教科书啊。不过，作为一个电气工程领域的爱好者，我还是硬着头皮啃了下去。这本书的编排逻辑非常严谨，从最基础的直流输电历史背景开始，一步步深入到复杂的电力电子器件在HVDC系统中的应用。作者在讲解晶闸管、IGBT这些核心组件时，不仅给出了原理图，还详细分析了它们在高频开关过程中的损耗模型，这对于想深入理解系统稳定性的读者来说，简直是宝藏。书里用了大量的图示和仿真数据来支撑理论推导，这一点我很欣赏，毕竟光靠文字描述那些复杂的换流过程，很容易让人抓耳挠腮。我特别花时间研究了其中关于“并联电抗器”和“串联补偿”的章节，那些关于电磁暂态过程的数学描述，复杂得让人想立刻去喝杯咖啡冷静一下，但正是这种深度，才让这本书显得含金量十足，绝非市面上那些肤浅的入门读物可比。它更像是一本工具手册，随时可以翻开查阅某个具体环节的参数设计依据和优化方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书在结构上最大的特点，或许在于它对不同技术路线的平衡处理。在介绍电压源换流（VSC-HVDC）的章节时，作者没有偏袒任何一家主流的拓扑结构，而是详细对比了MMC（模块化多电平换流器）与传统的两电平或三电平换流器在谐波抑制、动态响应和成本效益上的优劣。这种多角度的审视，使得读者能够跳出单一厂商的技术框架，形成更宏观、更客观的评价体系。尤其是在讨论黑启动和无功功率支撑能力时，书中通过对比不同换流器在电网失稳情况下的表现，得出了一个非常精辟的结论：未来的HVDC系统必须是具备多功能性的“电力电子变电站”。这种前瞻性的洞察力，结合严谨的论证，让这本书不仅仅是回顾过去的技术，更是在为未来的电网规划提供理论支撑。每次合上它，都会有一种被拔高视角的满足感。

评分☆☆☆☆☆

从排版和装帧来看，这本第二版确实比第一版有了显著的提升，看得出出版社在这次再版上是下了大功夫的。纸张的质感很好，即便是大量印刷的公式和密集的电路图，看起来也丝毫没有疲劳感。最让我感到惊喜的是，它引入了大量的工程案例分析，而且这些案例的背景似乎都来源于近期完成的实际工程项目，而不是老掉牙的案例。比如，书中对某条跨海峡直流工程中的“电磁兼容性（EMC）”问题进行了专门的剖析，包括如何设计屏蔽层来抑制高频噪声对外围设备的干扰。这些内容在以往的教材中是很难找到的，通常都是企业内部的“秘密武器”。作者的处理方式非常客观，既指出了遇到的挑战，也给出了创新的解决方案，这对于正在进行或即将进行大型HVDC项目的设计师来说，无疑提供了宝贵的参考坐标。这种与时俱进的案例更新，是衡量一本技术专著是否“鲜活”的重要标准。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的阅读门槛很高，它绝对不是为了“普及”直流输电技术而写的。如果你是初次接触电力系统，或者只是想了解HVDC的大致工作原理，这本书可能会让你感到挫败。书中的数学工具运用得非常娴熟，很多证明过程直接跳过了中间步骤，直接给出了最终的拉普拉斯变换或Z变换的结果，这要求读者必须对高等数学和复变函数有扎实的功底。我个人在处理那些关于“小扰动稳定性分析”的章节时，不得不反复查阅我大学时期的线性代数笔记，才能跟上作者的思路。然而，对于那些已经在行业内摸爬滚打多年，渴望突破现有技术瓶颈的工程师而言，这种“硬核”的内容恰恰是他们需要的“猛药”。它不是在喂你乳糜米糊，而是直接递给你高浓度的氨基酸溶液，虽然不易消化，但吸收效率极高，能迅速提升你的理论内功。

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不给发票，怎么报销啊

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专业书 通俗易懂 不错

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这本书是第一次买，还没看，看简单看了一下目录，觉得讲的很详细

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挺好的书，关键是在别的店已经挺难买到了。

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SIC器件内容讲的比较多，入门还是不错的

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包装严实，书的质量也很好！

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书挺好的呀，快递很给力，下次还要买。

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书是正品，不错

评分☆☆☆☆☆

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