大型風電基地規模化建設、 集中式接入， 並通過特高壓 ／高壓交、 直流輸電繫統大容量、 遠距離送至負荷中心進行消納是中國風電特有的開發模式。 但是， 由於風電具有不同於火電等常規電源的特性， 因此集中式接入與輸送的電
網風險凸顯， 安全防御難度加大。
本書立足於我國大型風電基地交、 直流輸送工程， 計及風電不同於常規電源的波動特性、 涉網特性以及電力電子化特征等， 分析大型風電基地集中接入、 特高壓 ／高壓交、 直流外送的電網運行特性， 梳理電網存在的運行風險。針對風險的防控， 提出大型風電基地交、 直流外送繫統有功頻率、 無功電壓、弱阻尼等問題的優化控制技術， 提升電網暫態穩定性、 電壓穩定性以及防控風電規模化脫網的電網二、 三道安全防線的緊急控制技術， 增強風火打捆不同類型電源涉網性能與電網協調性的網源協調控制技術， 以及充分利用特高壓 ／高壓直流快速可控特點的直流送風電的調控技術。 基於上述特性與控制的成果，探討構建大型風電基地交、 直流外送安全防御繫統的設計原則、 組織架構、 主要功能模塊與關鍵技術等。 本書部分成果已用於實際大型風電基地輸電工程中， 提升了電網安全防御性， 促進了風電規模化的消納。
本書可供從事電力繫統規劃、 運行、 控制及管理工作的工程技術人員學習使用， 也可作為高校電氣工程專業教材和從事電力繫統專業領域研究工作人員的參考書。

前 言
第 １ 章 中國風電大規模發展模式 １
１. １ 中國風電發展情況概述 １
１. ２ 大型風電基地開發實例 ２
１. ２. １ 酒泉風電基地開發實例 ２
１. ２. ２ 寧夏風電基地開發實例 ５
１. ２. ３ 新疆哈密風電基地開發實例 ９
１. ３ 面臨的問題與挑戰 １２
１. ３. １ 大型風電基地交、 直流外送的協調優化控制問題 １２
１. ３. ２ 大型風電基地交、 直流外送的安全穩定緊急控制問題 １２
１. ３. ３ 大型風電基地交、 直流外送的網源協調運行問題 １２
１. ３. ４ 大型風電基地交、 直流外送的新技術控制問題 １３
１. ３. ５ 大型風電基地交、 直流外送的安全穩定控制應用繫統建設問題 １３
第 ２ 章 機組和直流繫統基本特性及仿真建模 １４
２. １ 風電機組基本特性及仿真建模 １４
２. １. １ 風電機組基本特性 １４
２. １. ２ 風電通用部分模型 １６
２. １. ３ 固定轉速風電繫統 ２２
２. １. ４ 雙饋風電繫統 ２３
２. １. ５ 直驅風電繫統 ３２
２. １. ６ 風電場聚合模型 ３６
２. ２ 火電機組基本特性及仿真建模 ３９
２. ２. １ 勵磁繫統 ３９
２. ２. ２ 調速繫統 ５０
２. ２. ３ 涉網保護 ５４
２. ３ 直流繫統特性及仿真建模 ６４
２. ３. １ 直流繫統特性 ６６
２. ３. ２ 直流繫統模型概述 ６９
２. ３. ３ 直流繫統機電暫態模型 ７４
第 ３ 章 大型風電基地交、 直流外送繫統的優化控制 ８６
３. １ 引言 ８６
３. ２ 大型風電基地接入的頻率優化控制技術 ８６
３. ２. １ 大型風電基地接入的繫統頻率特性 ８７
３. ２. ２ 大型風電基地接入的繫統頻率優化控制 １００
３. ３ 大型風電基地接入的電壓優化控制技術 １１１
３. ３. １ 風電接入無功電壓特性及控制原理 １１２
３. ３. ２ 大型風電基地高壓交、 直流輸電繫統無功配置情況 １１６
３. ３. ３ 輸電通道多 ＦＡＣＴＳ 的無功電壓響應控制 １１７
３. ３. ４ 平抑電壓波動的多類型無功設備協調控制策略 １２４
３. ４ 大型風電基地外送的繫統阻尼優化控制技術 １２８
３. ４. １ 阻尼特性分析原理及風電接入影響 １２９
３. ４. ２ 大型風電基地外送的繫統阻尼特性 １３２
３. ４. ３ 提升風電基地外送繫統阻尼特性的優化策略 １３９
３. ５ 提升輸送風電平滑性的協調優化控制策略 １４１
３. ５. １ 風火打捆交流外送通道輸電極限 １４１
３. ５. ２ 交、 直流輸送波動性風電的電力優化組織策略 １４１
第 ４ 章 大型風電基地交、 直流外送繫統的緊急控制技術 １４７
４. １ 引言 １４７
４. ２ 大型風電基地外送暫穩特性及風火協調切機策略 １４８
４. ２. １ 風電基地外送典型繫統的暫態穩定性 １４８
４. ２. ２ 大型風電基地外送的暫態穩定性 １５７
４. ２. ３ 提升暫態穩定性的風火協調切機策略 １６１
４. ３ 大型風電基地外送的電壓安全問題緊急控制策略 １６９
４. ３. １ 直流換相失敗暫態過電壓特性及控制 １６９
４. ３. ２ 直流閉鎖後暫態過電壓特性分析及控制 １７５
４. ４ 風電大規模脫網的緊急控制策略 １７９
４. ４. １ 風電大規模脫網下的電網運行風險 １７９
４. ４. ２ 應對風電脫網下電網運行風險的策略 １８１
４. ５ 大型風電基地外送第三道防線適應性分析及優化 １８６
４. ５. １ 風電接入高周切機適應性分析及優化 １８６
４. ５. ２ 風電接入振蕩解列適應性分析及優化 １９５
第 ５ 章 提高火電機組網源協調性能的調控技術 ２０２
５. １ 引言 ２０２
５. ２ 應對風電波動的火電機組頻率調控技術 ２０２
５. ２. １ 風速波動下火電機組的一次調頻特性 ２０２
５. ２. ２ 應對風機脫網的頻率緊急調控策略 ２０６
５. ３ 應對風電波動的火電機組電壓調控技術 ２１２
５. ３. １ 風電接入對繫統調壓特性的影響 ２１２
５. ３. ２ 火電機組調壓特性 ２１３
５. ３. ３ 應對風機脫網的電壓調控策略 ２１５
５. ４ 火電機組涉網保護的協調優化配置技術 ２１９
５. ４. １ 低勵限制 ２１９
５. ４. ２ 過勵限制 ２２６
５. ４. ３ 超速保護 ２３０
５. ４. ４ 失步保護 ２３８
第 ６ 章 提升大型風電基地外送安全性的直流附加控制技術 ２４６
６. １ 引言 ２４６
６. ２ 直流附加控制技術概述 ２４６
６. ３ 提升風電外送暫態穩定性的直流緊急控制技術 ２４９
６. ４ 平抑風電外送弱阻尼振蕩的直流功率調制技術 ２５２
６. ５ 響應風電功率波動的直流頻率調制技術 ２５６
６. ６ 提升風電脫網安全性的直流緊急控制技術 ２５９
第 ７ 章 風火打捆交、 直流源網協調安全穩定控制繫統架構 ２６３
７. １ 繫統建設的必要性 ２６３
７. ２ 繫統設計原則 ２６３
７. ２. １ 指導思想 ２６３
７. ２. ２ 安全穩定運行原則 ２６４
７. ２. ３ 輸電能力*大化原則 ２６４
７. ２. ４ 新能源出力優先原則 ２６４
７. ２. ５ 協同配合控制原則 ２６４
７. ２. ６ 資源整合及復用原則 ２６５
７. ３ 控制繫統架構 ２６５
７. ３. １ 總體架構 ２６５
７. ３. ２ 調度中心站 ２６５
７. ３. ３ 協調控制主站 ２６６
７. ３. ４ 控制子站 ２６７
７. ３. ５ 執行站 ２６７
７. ４ 繫統關鍵技術 ２６７
７. ４. １ 數據整合及模型處理 ２６７
７. ４. ２ 可控制區域生成 ２６７
７. ４. ３ 在線安全預警 ２６７
７. ４. ４ 輔助決策與校正控制 ２６８
７. ４. ５ 新能源接納能力評估 ２６９
７. ５ 繫統對外接口 ２６９
７. ５. １ 與調度自動化繫統接口 ２６９
７. ５. ２ 與風光預測繫統接口 ２６９
７. ５. ３ 與風電有功功率控制繫統接口 ２６９
７. ５. ４ 與安全穩定控制繫統接口 ２６９