具体描述
本书是《电力工程直流系统设计手册》的续篇。
根据近几年来技术的发展和对某些问题新的认识，本书在内容上做了大量的补充。全书共分八章，即直流系统接线、阀控式密封铅酸蓄电池、相控整流电源、高频开关整流电源、直流电源监控系统、直流设备选择计算、电磁兼容和直流电源设备试验等。
本书可供电力设计制造部门、电力系统和供配电系统以及电力系统以外有关部门的设计人员阅读，也可供从事电力生产现场试验、运行和检修工作的技术人员和工人阅读，对大专院校有关专业的师生也有一定的参考价值。
现代电力工程直流系统：技术革新与实践前沿 本书简介 本书旨在深入剖析现代电力系统中直流（DC）技术的发展脉络、核心原理及其在当前能源结构转型中的关键作用。我们专注于探讨从传统直流输电到新型交直流混合电网的演进过程，涵盖了电力电子技术在直流系统中的集成应用、系统稳定性的保障措施，以及面向未来智能电网的直流技术发展方向。本书内容结构严谨，理论深度与工程实践紧密结合，力求为读者提供一套全面、前沿的直流系统知识体系。 第一部分：直流系统基础与发展历程 本部分首先回顾了电力系统发展史上直流输电的早期探索，对比了高压直流（HVDC）与传统交流（AC）输电的固有优劣。重点分析了技术瓶颈如何制约了早期直流应用的普及，并详细介绍了随着电力电子器件性能的飞跃，特别是大功率晶闸管（Thyristor）和绝缘栅双极晶体管（IGBT）的发展，如何催生了现代HVDC技术的复兴。 内容涵盖了电压源换流器（VSC）和电流源换流器（CSC）两大主流技术路线的拓扑结构、工作原理及其在不同应用场景下的适用性。我们对不同类型的换流器，如线衰减型（LCC-HVDC）和电压源型（VSC-HVDC，包括MMC等先进拓扑），进行了细致的对比分析，阐明了其在动态响应、系统无功支撑能力以及对电网影响等方面的核心差异。 第二部分：现代直流输电系统工程 本章是全书的工程核心，详细解读了现代HVDC工程的设计、运行与控制。 系统规划与选型： 讨论了直流输电在远距离、大容量输电、跨海联网以及异步电网互联中的具体应用场景和经济性评估模型。如何根据输电距离、电缆敷设条件和电网需求选择合适的HVDC技术是本节的重点。 换流站的设备组成与原理： 全面介绍了直流系统中关键设备，包括变压器、滤波器组、平波电抗器、直流断流器（DCCB）以及高压直流断路器（HVDC Breaker）的最新技术进展。特别关注了直流断路器的发展，这是实现直流电网形成的关键技术障碍之一。 控制与保护策略： 深入讲解了LCC和VSC系统的控制系统架构，包括功率调节、频率控制、无功补偿和故障穿越能力。分析了直流系统特有的故障模式（如直流侧短路），并介绍了基于快速保护和断路器配合的隔离策略，以确保系统在发生故障时能够快速、可靠地恢复运行。 第三部分：直流技术在配电网与微网中的应用 随着分布式能源（DER）和储能技术的大规模接入，直流技术在配电和用户侧的应用正变得日益重要。本部分将焦点从输电领域转向配电和终端应用。 直流配电系统（DC Microgrid）： 阐述了直流配电的优势，如简化功率变换过程、提高能源转换效率、更好地适应光伏和电池储能。讨论了不同电压等级的直流配电架构（如48V、380V等）的设计规范和挑战。 电力电子变流器的集成： 探讨了高性能DC/DC变换器在直流系统中的作用，包括隔离、电压等级提升、功率品质控制等。详细分析了并网点接入控制、孤岛运行模式切换以及电能质量管理技术。 储能系统与直流互联： 深入研究了先进电池储能系统（BESS）与直流电网的接口技术。如何通过高效的功率调节，利用储能系统优化直流系统的动态裕度，并提供备用容量和调频服务。 第四部分：面向未来的直流电网与智能运维 展望未来，直流技术正从点对点的点对点输电向复杂的直流电网（DC Grid）演进。本部分聚焦于下一代直流系统的挑战与机遇。 直流电网的拓扑与稳定性： 探讨了多端直流系统（MTDC）的拓扑结构、运行模式和复杂的功率潮流分配问题。分析了直流系统固有的低阻尼特性对系统暂态稳定性的影响，以及如何通过先进的控制策略（如阻尼控制、虚拟惯量控制）来增强系统韧性。 直流系统故障隔离与自恢复： 鉴于直流系统缺乏天然的零电流过零点，快速、选择性的故障隔离至关重要。本章详细介绍了高压直流断路器、基于固态开关的保护技术，以及系统故障后的自动重构与恢复流程。 数字化与智能运维： 讨论了如何利用先进的传感器技术、大数据分析和人工智能算法，对庞大而复杂的直流系统进行状态监测、预测性维护和优化调度。强调了数字孪生技术在仿真和控制策略验证中的应用前景。 结语 本书的编写立足于最新的行业标准和前沿研究成果，力求以清晰的逻辑和丰富的工程案例，展现现代电力工程中直流系统的全景图。本书不仅适用于电力系统规划、设计、运行和维护的工程师，也为相关专业的本科生、研究生提供了深入学习和研究的专业参考资料。读者在阅读本书后，将能掌握现代直流电力系统的设计理念、核心控制技术和未来发展趋势。
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