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国际电气工程先进技术译丛 新能源接入智能电网的逆变控制关键技术
目录
译者序
原书前言
原书致谢
原著者简介
缩略语
第1章 引言
1.1 章节安排
1.2 电能变换的基本知识
1.2.1 交直变换
1.2.2 直直变换
1.2.3 直交变换
1.2.4 交交变换
1.3 硬件设计
1.3.1 隔离
1.3.2 功率电路
1.3.3 输出滤波器
1.3.4 电压和电流检测
1.3.5 信号处理
1.3.6 保护
1.3.7 中央控制器
1.3.8 测试设备
1.4 风力发电系统
1.4.1 基本知识
1.4.2 风力机
1.4.3 发电机和拓扑结构
1.4.4 风力机系统的控制
1.5 太阳能发电系统
1.5.1 太阳能发电简介
1.5.2 对太阳能电力的处理
1.6 智能电网接入
1.6.1 电力系统的运行模式
1.6.2 智能电网简介
1.6.3 智能电网接入的要求
第2章 基础知识
2.1 电能质量问题
2.1.1 简介
2.1.2 电压质量的恶化机理
2.1.3 逆变器输出阻抗的作用
2.2 重复控制
2.2.1 基本原理
2.2.2 内部模型的极点
2.2.3 内部模型延迟时间的选择
2.3 参考坐标系
2.3.1 自然（abc）坐标系
2.3.2 静止参考（αβ）坐标系
2.3.3 同步旋转参考（dq）坐标系
2.3.4 相序为acb的情况
第1部分电能质量控制
第3章 电流H∞重复控制
3.1 系统描述
3.2 控制器设计
3.2.1 控制对象P的状态空间模型
3.2.2 转化为标准H∞问题
3.2.3 系统稳定性的验证
3.3 设计实例
3.4 实验结果
3.4.1 同步过程
3.4.2 稳态性能
3.4.3 动态性能（空载）
3.5 小结
第4章 电压和电流H∞重复控制
4.1 系统描述
4.2 逆变器的建模
4.3 控制器设计
4.3.1 H∞控制问题的描述
4.3.2 广义对象的实现
4.3.3 Tew的状态空间实现
4.3.4 Tba的状态空间实现
4.4 设计实例
4.5 仿真结果
4.5.1 标称响应
4.5.2 变负载时的响应
4.5.3 对电网电压畸变的响应
4.6 小结
第5章 具有频率自适应的电压H∞重复控制
5.1 系统描述
5.2 控制器设计
5.2.1 控制对象P的状态空间模型
5.2.2 频率自适应内部模型
5.2.3 标准H∞问题描述
5.2.4 系统稳定性验证
5.3 设计实例
5.4 实验结果
5.4.1 离网模式下的稳态性能
5.4.2 并网模式下的稳态性能
5.4.3 动态性能（无本地负载）
5.4.4 电网频率波动时的响应
5.5 小结
第6章 级联型电流-电压H∞重复控制
6.1 微电网的工作模式
6.2 控制策略
6.3 电压控制器的设计
6.3.1 对象Pu的状态空间模型
6.3.2 标准H∞问题的描述
6.4 电流控制器的设计
6.4.1 对象Pi的状态空间模型
6.4.2 标准H∞问题的描述
6.5 设计实例
6.5.1 H∞电压控制器的设计
6.5.2 H∞电流控制器的设计
6.6 实验结果
6.6.1 离网模式下的稳态性能
6.6.2 并网模式下的稳态性能
6.6.3 动态性能
6.6.4 工作模式的无缝切换
6.7 小结
第7章 逆变器输出阻抗的控制
7.1 具有感性输出阻抗的逆变器（L型逆变器）
7.2 具有阻性输出阻抗的逆变器（R型逆变器）
7.2.1 控制器设计
7.2.2 稳定性分析
7.3 具有容性输出阻抗的逆变器（C型逆变器）
7.4 改善输出电压THD的C型逆变器设计
7.4.1 普通情况
7.4.2 特殊情况Ⅰ：最小化3次和5次谐波分量
7.4.3 特殊情况Ⅱ：最小化3次谐波分量
7.4.4 特殊情况Ⅲ：最小化5次谐波分量
7.5 R型、L型和C型逆变器的仿真结果
7.5.1 滤波电感取L=2.3 5mH的情况
7.5.2 滤波电感取L=0.2 5mH的情况
7.6 R型、L型和C型逆变器的实验结果
7.6.1 滤波电感取L=2.3 5mH的情况
7.6.2 滤波电感取L=0.2 5mH的情况
7.7 滤波电容的影响
7.8 小结
第8章 谐波电流旁路法
8.1 控制器的设计
8.2 控制器的物理解释
8.3 稳定性分析
8.3.1 忽略采样效应
8.3.2 考虑采样效应
8.4 实验结果
8.5 小结
第9章 牵引电力系统中的电能质量问题
9.1 简介
9.2 拓扑结构描述
9.3 负序电流、无功和谐波电流的补偿
9.3.1 补偿前的电网侧电流
9.3.2 有功补偿和无功补偿
9.3.3 谐波电流补偿
9.3.4 直流母线电压的调节
9.3.5 补偿策略的实现
9.4 特例：cosθ
9.5 仿真结果163 9.5.1 当cosθ≠1时
9.5.2 当cosθ=1时
9.6 小结
第2部分中线的提供
第10章 中线桥臂的拓扑结构
10.1 简介
10.2 裂相直流母线
10.3 传统的中线桥臂
10.4 独立控制的中线桥臂
10.5 小结
第11章 中线桥臂的经典控制
11.1 数学建模
11.2 控制器设计
11.2.1 电流控制器Ki的设计
11.2.2 电压控制器Kv的设计
11.3 性能分析
11.4 元器件的选择
11.4.1 电容
11.4.2 电感
11.5 仿真结果
11.5.1 iN=0时
11.5.2 50Hz中线电流时
11.5.3 150Hz中线电流时
11.5.4 直流中线电流时
11.6 小结
第12章 中线桥臂的H∞电压-电流控制
12.1 数学模型
12.2 控制器的设计
12.2.1 P的状态空间实现
12.2.2 闭环传递函数的状态空间实现
12.3 加权函数的选择
12.4 设计实例
12.5 仿真结果
12.6 小结
第13章 中线桥臂的并联PI电压-H∞电流控制
13.1 中线桥臂的描述
13.2 H∞电流控制器的设计
13.2.1 控制器介绍
13.2.2 标准H∞问题的描述
13.2.3 对象P的状态空间实现
13.2.4 广义对象P~的状态空间实现
13.2.5 设计实例
13.3 附加的电压控制环
13.4 实验结果
13.4.1 稳态性能
13.4.2 中线电流变化的动态性能
13.5 小结
第14章 中线在单/三相变换器中的应用
14.1 简介
14.2 单/三相变换器的拓扑结构
14.3 基本原理分析
14.4 控制器的设计
14.4.1 同步单元
14.4.2 整流桥臂的控制
14.4.3 中线桥臂的控制
14.4.4 逆变桥臂的控制
14.5 仿真结果
14.5.1 三相平衡线性负载
14.5.2 三相不平衡非线性负载
14.6 小结
第3部分功率控制
第15章 电流比例积分控制
15.1 系统结构
15.1.1 在同步旋转（dq）参考坐标系中
15.1.2 自然（abc）坐标系中的等效结构
15.2 控制器的实现
15.3 实验结果
15.3.1 稳态性能
15.3.2 动态性能
15.4 小结
第16章 电流比例谐振控制
16.1 比例谐振控制器
16.2 系统的结构
16.2.1 在静止参考（αβ）坐标系中
16.2.2 abc坐标系中的等效控制器
16.3 控制器的设计
16.3.1 对象模型
16.3.2 设计实例
16.4 实验结果
16.4.1 稳态性能
16.4.2 动态性能
16.5 小结
第17章 电流无差拍预测控制
17.1 系统结构
17.2 控制器的设计
17.3 实验结果
17.3.1 稳态性能
17.3.2 动态性能
17.4 小结
第18章 同步逆变器：模拟同步发电机的电网友好型逆变器
（虚拟同步机）
18.1 同步发电机的数学模型
18.1.1 电气部分
18.1.2 机械部分
18.1.3 有中线时的情况
18.2 同步逆变器的实现
18.2.1 功率部分
18.2.2 电子部分
18.3 同步逆变器的运行
18.3.1 有功功率调节和频率下垂控制
18.3.2 无功功率调节和电压下垂控制
18.4 仿真结果
18.4.1 不同电网频率时的情况
18.4.2 不同负载时的情况
18.5 实验结果
18.5.1 功率控制的性能
18.5.2 离网模式下的负载特性
18.5.3 并网模式下的负载特性
18.6 小结
第19章 逆变器的并联运行
19.1 简介
19.2 问题描述
19.3 向电压源输送功率
19.4 传统的下垂控制方法
19.4.1 对于R型逆变器
19.4.2 对于L型逆变器
19.4.3 对于C型逆变器
19.4.4 R型逆变器的实验结果
19.5 传统下垂控制的固有局限性
19.5.1 有功功率的分配
19.5.2 无功功率的分配
19.6 R型逆变器的鲁棒下垂控制
19.6.1 控制策略
19.6.2 由电压测量误差引起的功率分配误差
19.6.3 电压的调节
19.6.4 全局设定值的E*和ω*偏差所引起的误差
19.6.5 实验结果
19.7 C型逆变器的鲁棒下垂控制器
19.7.1 控制策略
19.7.2 仿真结果
19.7.3 实验结果
19.8 L型逆变器的鲁棒下垂控制器
19.8.1 控制策略
19.8.2 仿真结果
19.8.3 实验结果
19.9 小结
第20章 提高电压质量的鲁棒下垂控制
20.1 控制策略
20.2 实验结果
20.2.1 1∶1功率分配
20.2.2 2∶1功率分配
20.3 小结
第21章 谐波下垂控制器
21.1 逆变系统的模型
21.2 向电流源输送功率
21.3 减小输出电压的谐波
21.4 仿真结果
21.5 实验结果
21.6 小结320第4部分同步技术
第22章 常规同步技术
22.1 简介
22.2 过零点法
22.3 基本锁相环（PLL）
22.4 同步旋转参考坐标系锁相环（SRF-PLL）
22.5 二阶广义积分型锁相环（SOGI-PLL）
22.6 正弦跟踪算法（STA）
22.7 SOGI-PLL和STA的仿真结果
22.7.1 输入为频率可变有噪声且失真的信号
22.7.2 输入为含噪声的失真方波信号
22.8 SOGI-PLL及STA的实验结果
22.8.1 输入为电网电压
22.8.2 输入为频率可变有噪声且失真的信号
22.8.3 输入为含噪声的失真方波信号
22.9 小结
第23章 正弦波锁定器
23.1 并网的单相同步电机
23.2 正弦波锁定器的结构
23.3 频率和相位的跟踪
23.4 电压幅值的跟踪
23.5 参数整定
23.6 等效结构
23.7 仿真结果
23.7.1 输入为频率可变有噪声且失真的信号
23.7.2 输入为含噪声的失真方波信号
23.8 实验结果
23.8.1 输入为电网电压信号
23.8.2 输入为频率可变有噪声的信号
23.8.3 输入为含噪声的失真方波信号
23.9 小结
参考文献
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发表于 2021-5-31 13:06:01
