內容簡介
本書為全國電力行業”十四五”規劃教材研究生系列教材。
全書共8章,包括現代電力電子技術的形成與特點、現代電力電子器件、PWM逆變電路及其在無功補償與有源濾波中的應用、雙PWM變流器及其在風電機組並網系統中的應用、模塊化多電平變流器及其在柔性直流輸電中的應用、雙向DC/DC變換電路及其在蓄電池儲能系統中的應用、雙有源橋DC-DC變換電路在電力電子變壓器中的應用、電力電子裝置中的控制技術。
本書主要作為高等院校電氣工程學科的研究生教材,也可作為本科生拓展教材,同時適用于電力工程人員參考和自學。
作者簡介
王毅
目錄
前言
第1章 概述
1 1 現代電力電子技術的形成與特點
1 2 現代電力電子技術在電力系統中的應用
第2章 現代電力電子器件
2 1 概述
2 2 全控型電力電子器件
2 3 寬禁帶電力電子器件
2 4 電力電子器件的應用設計
第3章 PWM逆變電路及其在無功補償與有源濾波中的應用
3 1 概述
3 2 電壓型PWM逆變電路
3 3 空間矢量PWM調製
3 4 瞬時功率計算與諧波電流檢測
3 5 靜止無功發生器
3 6 有源電力濾波器
3 7 仿真算例
第4章 雙PWM變流器及其在風力發電機組並網系統中的應用
4 1 風力發電技術概述
4 2 雙PWM變流器工作原理
4 3 雙饋風力發電機組的控制
4 4 永磁直驅風力發電機組的控制
4 5 仿真算例
第5章 模塊化多電平變流器及其在柔性直流輸電中的應用
5 1 柔性直流輸電系統概述
5 2 柔直變流器的拓撲結構及MMC子模塊工作原理
5 3 MMC的調製方式
5 4 MMC變流器的諧波分析
5 5 MMCHVDC的建模
5 6 MMCHVDC的控制
5 7 仿真算例
第6章 雙向DC/DC變換電路及其在蓄電池儲能系統中的應用
6 1 蓄電池儲能系統概述
6 2 雙向DC/DC變換電路
6 3 雙向Buck/Boost蓄電池儲能系統充放電控制
第7章 雙有源橋DC/DC變換電路在電力電子變壓器中的應用
7 1 電力電子變壓器概述
7 2 雙有源橋式變流器的拓撲
7 3 DAB的工作原理及控制方法
7 4 DAB最小無功功率優化控制
7 5 DAB型電力電子變壓器
第8章 電力電子裝置中的控制技術
8 1 電力電子裝置中的主要控制器類型及穩定性分析
8 2 VSC變流器的矢量控制
8 3 VSC變流器直接功率控制(DPC)
參考文獻
前言/序言
電力電子技術自誕生至今,一直在蓬勃發展之中,對推動工業現代化、交通電氣化、能源綠色化等國民經濟各領域的科技進步都起到了重要作用,也必將是未來全球經濟去碳化的重要支撐技術。以往電力電子技術在航空航天、工業自動化等領域發展更為活躍,在電壓功率等級極高的電力系統發展則相對滯後。但隨著全球能源互聯網以及我國新型電力系統的加快構建,對突破高壓大功率電力變換的瓶頸問題提出迫切要求,電力系統的電力電子化將成為電力電子技術發展新的驅動力。
電力電子技術的新型拓撲和控制策略種類繁多,不同應用領域側重點有所不同。以往教材多以綜合性或電源側應用為主,目前缺乏針對電力系統相關專業研究生的教材。本書主要針對電力系統應用領域的最新發展,在本科”電力電子技術”的基礎上,拓展了電力電子器件及電力變換電路的新理論與新技術,並結合現代電力電子技術在電力系統中的應用對其電路原理與控制技術進行論述。
根據現代電力電子技術的最新發展,第2章 介紹了電力電子器件的驅動、保護及散熱等器件相關應用技術,以及碳化硅等新型器件的研究進展。在現代電力電子技術中,PWM變流器首先從工業領域拓展到電力系統中,在動態無功補償和有源濾波領域獲得實際應用,第3章 結合這兩個應用來闡述瞬時無功功率理論及PWM逆變電路的矢量控制策略。隨著電力電子技術在新能源領域的快速拓展,背靠背PWM變流器在風力發電機組並網控制中得到廣泛應用,第4章 介紹了風力發電機組的並網控制策略及雙PWM變流器間的協調控制。模塊化是電力電子變流器增加電壓功率等級的主要手段,以適應輸配電網中高壓大功率交直流電能變換的需求,第5章 介紹了模塊化多電平逆變電路及其在柔性直流輸電中的應用。除了交直流之間的電能變化,隨著直流能源和負荷以及直流配電網的發展,DC/DC變流器也逐漸拓展到電力系統中,第6章 介紹了雙向DC/DC變換電路及其在蓄電池充放電中的應用,第7章 介紹了DAB電路在電力電子變壓器中的應用。控制系統的設計是決定變流器性能的關鍵,第8章 介紹了矢量控制及直接功率控制等電力電子變流器主要的控制策略。
本書基本涵蓋了現代電力技術在電力系統中最具應用前景的電路拓撲及其控制策略,並且從工程實際需求出發,從中提煉出需研究的理論問題再逐一闡述,最後利用仿真算例予以總結分析,有利於培養學生提出問題、分析問題、解決問題的綜合研學能力。
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