近年來，國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，但生態(tài)環(huán)境趨于惡化，清潔能源發(fā)電逐漸引起人們的普遍關(guān)注。高壓直流輸電（High Voltage Direct Current，HVDC）相比于交流輸電在遠(yuǎn)距離大容量輸電方面具有經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上的獨(dú)特優(yōu)勢，因此其應(yīng)用日益增多。在采用送端孤島運(yùn)行方式時(shí)，水電基地經(jīng)HVDC送電到負(fù)荷中心型電力系統(tǒng)（HVDC水電送端系統(tǒng)）不會因直流故障對送端附近主網(wǎng)產(chǎn)生擾動，使得其電能輸送能力大幅提高，故在一些工程中，送端孤島運(yùn)行方式被設(shè)計(jì)為基本運(yùn)行方式。除設(shè)計(jì)孤島運(yùn)行方式外，當(dāng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的HVDC水電送端系統(tǒng)在其送端與附近主網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線因檢修或故障跳開時(shí)也將進(jìn)入孤島運(yùn)行方式。因此，隨著越來越多HVDC水電送端系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行，對送端孤島方式下的系統(tǒng)（HVDC水電孤島系統(tǒng)）穩(wěn)定性問題的深入研究，已成為確保遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的巨型水電基地得以充分開發(fā)和安全運(yùn)行的迫切需要。
　　HVDC水電孤島系統(tǒng)的有功頻率穩(wěn)定性及控制研究能夠解答HVDC水電送端系統(tǒng)能否采用孤島運(yùn)行方式，如何保證孤島運(yùn)行方式下的系統(tǒng)頻率響應(yīng)具有絕對穩(wěn)定性、足夠的相對穩(wěn)定性和良好的動態(tài)響應(yīng)性能，如何保證功率調(diào)節(jié)對孤島系統(tǒng)的擾動較小，能否利用送端大量水電容量為受端主網(wǎng)提供一次調(diào)頻支撐等關(guān)鍵科學(xué)問題，對于確保孤島系統(tǒng)中水電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行、HVDC水電孤島系統(tǒng)的可靠供電和主網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。
　　本書針對HVDC水電孤島系統(tǒng)有功頻率穩(wěn)定性研究和工程應(yīng)用中的科學(xué)問題及關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，在全面分析系統(tǒng)有功頻率穩(wěn)定性相關(guān)研究和工程應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，凝練出HVDC水電孤島系統(tǒng)頻率控制和功率調(diào)節(jié)中亟待解決的幾個(gè)關(guān)鍵問題，包括：①HVDC水電孤島系統(tǒng)在調(diào)速器獨(dú)立控制孤島頻率時(shí)的頻率穩(wěn)定性問題；②HVDC水電孤島系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)特性問題；⑧HVDC水電孤島系統(tǒng)對受端系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)特性問題。
　　針對上述三個(gè)問題，本書結(jié)合某HVDC水電孤島系統(tǒng)工程實(shí)際，首先研究構(gòu)建了能夠詳細(xì)模擬水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁系統(tǒng)、HVDC及其基本控制系統(tǒng)的大波動數(shù)學(xué)模型和小干擾狀態(tài)空間模型，搭建了數(shù)值仿真平臺，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。隨后，結(jié)合小干擾特征值分析、高階系統(tǒng)數(shù)值穩(wěn)定域求解、系統(tǒng)主導(dǎo)根軌跡相對穩(wěn)定性與動態(tài)特性分析、時(shí)域仿真、最優(yōu)控制等電力系統(tǒng)分析中經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的可靠理論和方法，對HVDC水電孤島系統(tǒng)中的孤島頻率穩(wěn)定性、系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)特性及控制進(jìn)行了系統(tǒng)而深入的研究；在掌握HVDC水電孤島系統(tǒng)的頻率、功率穩(wěn)定及控制特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓展研究了基于直流附加頻率控制的HVDC水電孤島系統(tǒng)對受端電網(wǎng)的一次調(diào)頻控制特性，通過仿真初步驗(yàn)證了其有效性。
　　書中的研究結(jié)果可用于指導(dǎo)工程實(shí)踐，也可作為進(jìn)一步研究的基礎(chǔ)。下面簡要介紹本書的主要內(nèi)容、部分結(jié)論及需要進(jìn)一步開展的工作。