《电力电子技术在电力系统中的应用》

电力电子技术作为电子技术的一个分支，其主要功能就是利用半导体器件的开关作用来

实现对电能的控制与变换。

现代电力系统通常是以固定的频率和电压向用户提供交流电能，但用户所需电能的形式则往往千差万别，既可能是直流的，也可能是不同频率的交流的，并且所需电压也往往因负荷而异。由常规电力系统的元件，如发电机、变压器等来满足所有这些要求既不经济，往往也不可能。而电力电子装置则可以作为上述交流电力系统和用户之间的接口，通过受控的开关作用对电能进行不同的变换来满足用户不同的需求，所以自其问世以来，一直得到电力工业界的高度重视。

由早期的同步发电机励磁开始，电力电子技术就开始显示了其灵活、快速、高效的特点，特别是近年来随着电力电子技术和功率半导体集成技术的发展，电力电子器件的性能不断地提高，耐压和功率等级迅速增大，再加上计算机技术和控制技术的发展，使电力电子装

置直接用于对电力系统一次回路进行控制成为可能。

随着科学技术的发展和人民对生活质量和环境保护的关注，现代社会对高质量电能的依赖程度日益提高。例如，虽然我国输电系统近年来经历了规模最大、速度最快的扩容，但仍不能满足国民经济和人民生活迅速发展的需求，为了解决夏天的酷暑导致的电力系统的负荷过重，仍需采用拉闸限电的方式，这极大地影响了各行各业的工作和人民生活的正常进行。又例如，北美2003年8月14日发生的大规模停电事故，这种小概率局部事件导致电网的崩溃则更进一步表明，电力工业作为国民经济的基础产业其安全稳定的供应直接关系到社会稳定和人民生活，也表明用电安全对于现代社会的极端重要性。

随着电网规模的扩大，设备数量急剧增加，除了加强电力系统的规划和管理外，电力安全稳定的问题的解决还有赖于通过技术的进一步发展，来增强电力网络自身的自我保护和调节能力。而利用高速电力电子技术使整个电网的运行如同一个大型的、高技术的“集成电路”，在降低系统对扰动的灵敏度的同时增加对现有设备的利用率，在系统发生故障时利用高速向系统中注入无功或改变潮流的方法对电网薄弱点提供支撑等措施，则是提高系统稳定性的一个根本的解决方案。

为了推动电力电子技术在电力系统中的应用和发展，向读者介绍电力电子技术在电力系统中应用的基本原理和适用领域，本书对上述技术进行了较深入的介绍。

本书的重点在于根据国内外输配电系统中电力电子技术应用的最新发展和作者在各自领域的研究结果，对用于电力系统的各种类型的电力电子装置的基本原理和其在电力系统控制中的作用进行讨论。同时，在内容安排上尽可能避免复杂的理论推导，而以定性的方法从物理概念入手对各种新型控制器的结构、原理和应用实例进行介绍，并特别地将侧重点放在对于应用技术和实际电路的分析与计算上面。本书内容根据电力电子技术在电力系统中的应用领城分为电力电子技术与电力系统、柔性交流输电系统、直流输电系统的基本原理和超导储能在电力系统中的应用四部分。其中，第1~3章由陈建业和于歆杰编著，第4章由蒋晓华和诸旭编著。

本书适于电气设备制造公司和从事于电力系统运行、控制和自动化领域的中等以上的技

术人员阅读参考。

由于水平有限，书中难免存在一些不当之处，希读者给予批评指正。

作者