目錄譯者序
原書前言
原書致謝
原著者簡介
縮略語
第1章引言1
1.1章節安排1
1.2電能變換的基本知識4
1.2.1交直變換4
1.2.2直直變換12
1.2.3直交變換17
1.2.4交交變換22
1.3硬件設計23
1.3.1隔離24
1.3.2功率電路24
1.3.3輸出濾波器30
1.3.4電壓和電流檢測32
1.3.5信號處理34
1.3.6保護35
1.3.7中央控制器36
1.3.8測試設備40
1.4風力發電繫統41
1.4.1基本知識41
1.4.2風力機42
1.4.3發電機和拓撲結構43
1.4.4風力機繫統的控制47
1.5太陽能發電繫統49
1.5.1太陽能發電簡介49
1.5.2對太陽能電力的處理50
1.6智能電網接入51
1.6.1電力繫統的運行模式51
1.6.2智能電網簡介52
1.6.3智能電網接入的要求54
第2章基礎知識57
2.1電能質量問題57
2.1.1簡介57
2.1.2電壓質量的惡化機理59
2.1.3逆變器輸出阻抗的作用59
2.2重復控制60
2.2.1基本原理60
2.2.2內部模型的極點61
2.2.3內部模型延遲時間的選擇62
2.3參考坐標繫63
2.3.1自然(abc)坐標繫63
2.3.2靜止參考(αβ)坐標繫65
2.3.3同步旋轉參考(dq)坐標繫67
2.3.4相序為acb的情況69
第1部分電能質量控制
第3章電流H∞重復控制74
3.1繫統描述74
3.2控制器設計75
3.2.1控制對像P的狀態空間模型75
3.2.2轉化為標準H∞問題77
3.2.3繫統穩定性的驗證78
3.3設計實例79
3.4實驗結果80
3.4.1同步過程80
3.4.2穩態性能80
3.4.3動態性能(空載)82
3.5小結83
第4章電壓和電流H∞重復控制84
4.1繫統描述84
4.2逆變器的建模85
4.3控制器設計87
4.3.1H∞控制問題的描述87
4.3.2廣義對像的實現88
4.3.3Tew的狀態空間實現89
4.3.4Tba的狀態空間實現90
4.4設計實例91
4.5仿真結果92
4.5.1標稱響應93
4.5.2變負載時的響應94
4.5.3對電網電壓畸變的響應95
4.6小結97
ⅩⅦⅩⅧ第5章具有頻率自適應的電壓H∞重復控制98
5.1繫統描述98
5.2控制器設計98
5.2.1控制對像P的狀態空間模型99
5.2.2頻率自適應內部模型M
101
5.2.3標準H∞問題描述101
5.2.4繫統穩定性驗證103
5.3設計實例105
5.4實驗結果106
5.4.1離網模式下的穩態性能106
5.4.2並網模式下的穩態性能107
5.4.3動態性能(無本地負載)110
5.4.4電網頻率波動時的響應110
5.5小結114
第6章級聯型電流-電壓H∞重復控制115
6.1微電網的工作模式115
6.2控制策略116
6.3電壓控制器的設計118
6.3.1對像Pu的狀態空間模型118
6.3.2標準H∞問題的描述119
6.4電流控制器的設計120
6.4.1對像Pi的狀態空間模型121
6.4.2標準H∞問題的描述121
6.5設計實例122
6.5.1H∞電壓控制器的設計122
6.5.2H∞電流控制器的設計123
6.6實驗結果123
6.6.1離網模式下的穩態性能123
6.6.2並網模式下的穩態性能124
6.6.3動態性能128
6.6.4工作模式的無縫切換130
6.7小結133
第7章逆變器輸出阻抗的控制134
7.1具有感性輸出阻抗的逆變器(L型逆變器)134
7.2具有阻性輸出阻抗的逆變器(R型逆變器)135
7.2.1控制器設計135
7.2.2穩定性分析136
7.3具有容性輸出阻抗的逆變器(C型逆變器)137
7.4改善輸出電壓THD的C型逆變器設計137
7.4.1普通情況137
7.4.2特殊情況Ⅰ:小化3次和5次諧波分量139
7.4.3特殊情況Ⅱ:小化3次諧波分量140
7.4.4特殊情況Ⅲ:小化5次諧波分量140
7.5R型、L型和C型逆變器的仿真結果141
7.5.1濾波電感取L=2.35mH的情況141
7.5.2濾波電感取L=0.25mH的情況142
7.6R型、L型和C型逆變器的實驗結果144
7.6.1濾波電感取L=2.35mH的情況144
7.6.2濾波電感取L=0.25mH的情況145
7.7濾波電容的影響146
7.8小結146
第8章諧波電流旁路法147
8.1控制器的設計147
8.2控制器的物理解釋149
8.3穩定性分析150
8.3.1忽略采樣效應150
8.3.2考慮采樣效應152
8.4實驗結果152
8.5小結153
第9章牽引電力繫統中的電能質量問題154
9.1簡介154
9.2拓撲結構描述156
9.3負序電流、無功和諧波電流的補償157
9.3.1補償前的電網側電流157
9.3.2有功補償和無功補償157
9.3.3諧波電流補償160
9.3.4直流母線電壓的調節160
9.3.5補償策略的實現160
9.4特例:cosθ=1161
9.5仿真結果1639.5.1當cosθ≠1時164
9.5.2當cosθ=1時165
ⅩⅨⅩⅩ9.6小結165
第2部分中線的提供
第10章中線橋臂的拓撲結構168
10.1簡介168
10.2裂相直流母線169
10.3傳統的中線橋臂170
10.4獨立控制的中線橋臂170
10.5小結171
第11章中線橋臂的經典控制172
11.1數學建模172
11.2控制器設計174
11.2.1電流控制器Ki的設計174
11.2.2電壓控制器Kv的設計175
11.3性能分析177
1器件的選擇179
11.4.1電容CN179
11.4.2電感LN179
11.5仿真結果180
11.5.1iN=0時180
11.5.250Hz中線電流時181
11.5.3150Hz中線電流時181
11.5.4直流中線電流時181
11.6小結182
第12章中線橋臂的H∞電壓-電流控制184
12.1數學模型184
12.2控制器的設計186
12.2.1P的狀態空間實現187
12.2.2閉環傳遞函數的狀態空間實現189
12.3加權函數的選擇190
12.4設計實例191
12.5仿真結果192
12.6小結193
第13章中線橋臂的並聯PI電壓-H∞電流控制194
13.1中線橋臂的描述194
13.2H∞電流控制器的設計195
13.2.1控制器介紹195
13.2.2標準H∞問題的描述196
13.2.3對像P的狀態空間實現197
13.2.4廣義對像P~的狀態空間實現197
13.2.5設計實例198
13.3附加的電壓控制環200
13.4實驗結果201
13.4.1穩態性能201
13.4.2中線電流變化的動態性能202
13.5小結206
第14章中線在單/三相變換器中的應用207
14.1簡介207
14.2單/三相變換器的拓撲結構210
14.3基本原理分析211
14.4控制器的設計213
14.4.1213
14.4.2整流橋臂的控制213
14.4.3中線橋臂的控制215
14.4.4逆變橋臂的控制216
14.5仿真結果217
14.5.1三相平衡線性負載218
14.5.2三相不平衡非線性負載218
14.6小結221
第3部分功率控制
第15章電流比例積分控制224
15.1繫統結構224
15.1.1在同步旋轉(dq)參考坐標繫中224
15.1.2自然(abc)坐標繫中的等效結構225
15.2控制器的實現226
15.3實驗結果226
15.3.1穩態性能227
15.3.2動態性能229
15.4小結231
第16章電流比例諧振控制232
16.1比例諧振控制器232
16.2繫統的結構232
16.2.1在靜止參考(αβ)坐標繫中23216.2.2abc坐標繫中的等效控制器233
16.3控制器的設計234
16.3.1對像模型234
16.3.2設計實例235
16.4實驗結果237
16.4.1穩態性能237
16.4.2動態性能239
16.5小結241
ⅩⅪⅩⅫ第17章電流無差拍預測控制242
17.1繫統結構242
17.2控制器的設計242
17.3實驗結果244
17.3.1穩態性能244
17.3.2動態性能246
17.4小結247
第18章同步逆變器:模擬同步發電機的電網友好型逆變器
(虛擬同步機)248
18.1同步發電機的數學模型248
18.1.1電氣部分249
18.1.2機械部分250
18.1.3有中線時的情況251
18.2同步逆變器的實現252
18.2.1功率部分252
18.2.2電子部分253
18.3同步逆變器的運行254
18.3.1有功功率調節和頻率下垂控制254
18.3.2無功功率調節和電壓下垂控制255
18.4仿真結果257
18.4.1不同電網頻率時的情況257
18.4.2不同負載時的情況259
18.5實驗結果259
18.5.1功率控制的性能259
18.5.2離網模式下的負載特性260
18.5.3並網模式下的負載特性262
18.6小結265
第19章逆變器的並聯運行266
19.1簡介266
19.2問題描述268
19.3向電壓源輸送功率268
19.4傳統的下垂控制方法269
19.4.1對於R型逆變器269
19.4.2對於L型逆變器270
19.4.3對於C型逆變器270
19.4.4R型逆變器的實驗結果271
19.5傳統下垂控制的固有局限性273
19.5.1有功功率的分配274
19.5.2無功功率的分配275
19.6R型逆變器的魯棒下垂控制276
19.6.1控制策略276
19.6.2由電壓測量誤差引起的功率分配誤差277
19.6.3電壓的調節278
19.6.4全局設定值的E*和ω*偏差所引起的誤差279
19.6.5實驗結果280
19.7C型逆變器的魯棒下垂控制器286
19.7.1控制策略286
19.7.2仿真結果287
19.7.3實驗結果290
19.8L型逆變器的魯棒下垂控制器292
19.8.1控制策略292
19.8.2仿真結果293
19.8.3實驗結果294
19.9小結299
第20章提高電壓質量的魯棒下垂控制300
20.1控制策略300
20.2實驗結果301
20.2.11∶1功率分配302
20.2.22∶1功率分配304
20.3小結310
第21章諧波下垂控制器311
21.1逆變繫統的模型311
21.2向電流源輸送功率313
21.3減小輸出電壓的諧波314
21.4仿真結果315
21.5實驗結果318
21.6小結320第4部分同步技術
第22章常規同步技術324
22.1簡介324
ⅩⅩⅢ22.2過零點法325
22.3基本鎖相環(PLL)325
22.4同步旋轉參考坐標繫鎖相環(SRF-PLL)326
22.5二階廣義積分型鎖相環(SOGI-PLL)328
22.6正弦跟蹤算法(STA)329
22.7SOGI-PLL和STA的仿真結果331
22.7.1輸入為頻率可變有噪聲且失真的信號331
22.7.2輸入為含噪聲的失真方波信號333
22.8SOGI-PLL及STA的實驗結果333
22.8.1輸入為電網電壓333
22.8.2輸入為頻率可變有噪聲且失真的信號333
22.8.3輸入為含噪聲的失真方波信號337
22.9小結338
第23章正弦波鎖定器339
23.1並網的單相同步電機339
23.2正弦波鎖定器的結構339
23.3頻率和相位的跟蹤341
23.4電壓幅值的跟蹤342
23.5參數整定342
23.6等效結構343
23.7仿真結果343
23.7.1輸入為頻率可變有噪聲且失真的信號344
23.7.2輸入為含噪聲的失真方波信號344
23.8實驗結果347
23.8.1輸入為電網電壓信號347
23.8.2輸入為頻率可變有噪聲的信號347
23.8.3輸入為含噪聲的失真方波信號347
23.9小結351
參考文獻352