微电网中的电力电子变换器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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S.M.Sharkh，M.A.Abu-Sara 著，刘其辉 译

图书标签:

• 微电网
• 电力电子
• 变换器
• 电力系统
• 新能源
• 控制
• 优化
• 并网
• 储能
• 可靠性

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111573197

版次：1

商品编码：12242416

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 智能电网关键技术研究与应用丛书

开本：16开

出版时间：2017-09-01

用纸：轻型纸

页数：244

编辑推荐

适读人群 ：新能源发电与并网、智能电网等专业的师生；从事分布式发电及微电网技术、新能源发电与并网技术相关研究与应用的工程技术人员和科研工作人员
本书的特点可归纳为：
①以微电网中应用广泛的ＡＣ－ＤＣ变换器（逆变器）为主要研究对象，包括传统两电平变换器、二极管钳位型（ＮＰＣ）变换器、级联Ｈ桥型（ＣＨＢ） 变换器、交错并联型变换器。
②本书研究视角独特，分析过程深入细致，重点研究内容包括ＮＰＣ和ＣＨＢ变换器直流环节电容电流分析及电容设计、两电平和三电平变换器损耗分析及对比、ＮＰＣ变换器中点电压低频纹波抑制、变换器数字控制技术、交错并联型并网逆变器设计与控制等。
③研究范围全面，内容详实丰富，不但包括电路拓扑、调制、电流计算、损耗分析、电压纹波抑制、数字控制策略等电力电子变换关键技术内容，也包括在线式ＵＰＳ和微电网保护等内容。本书除了理论分析和演绎外，还包括大量的仿真／实验结果、模型、程序代码。
本书适合作为高等院校新能源发电与并网、智能电网等专业研究生教材或参考书目，也适合作为从事微电网与分布式发电、新能源发电与并网相关研究的科研或工程人员的参考资料。

内容简介

本书以微电网中的电力电子变换器为主要对象，系统地论述了微电网变换器的拓扑、参数设计、调制技术、损耗特性、数字控制等关键技术内容，结合在微电网中应用广泛的在线互动式UPS，进一步分析了变换器的应用。此外，考虑电力电子变换器的存在及其对微电网运行特性的影响，归纳了微电网保护中的关键技术问题及解决方案，后本书还给出了一种用于减少微电网中熔断器动作的自适应保护方案。本书内容丰富、论述系统，适合作为国内开设新能源发电与并网、智能电网等专业的高等院校教材，也将为从事分布式发电及微电网技术、新能源发电与并网技术相关研究与应用的工程技术人员和科研工作人员提供专业性参考资料或培训教材。

目录

译者序
原书序言
第1章　绪论1
1.1　微电网变换器的运行模式2
1.1.1　并网模式2
1.1.2　独立模式3
1.1.3　电池充电模式
1.2　变换器的拓扑结构3
1.3　调制策略6
1.4　控制与系统问题6
1.5　未来的挑战与解决方法8
参考文献9
第2章　变换器拓扑12
2.1　拓扑12
2.1.1　两电平变换器12
2.1.2　ＮＰＣ变换器13
2.1.3　ＣＨＢ变换器13
2.2　脉冲宽度调制策略16
2.2.1　基于载波的调制策略16
2.2.2　ＳＶＭ策略20
2.3　建模23
参考文献25
第3章　ＮＰＣ和ＣＨＢ变换器直流环节电容电流分析及电容设计26
3.1　概述26
3.2　变换器直流环节电容设计27
3.3　直流环节电容电流有效值表达式的理论推导28
3.3.1　ＮＰＣ逆变器29
3.3.2　ＣＨＢ逆变器32
3.4　直流环节电容谐波电流的理论推导33
3.4.1　ＮＰＣ逆变器33
3.4.2　ＣＨＢ逆变器34
3.5　直流环节电容电流有效值和电压纹波幅值的数值计算35
3.6　仿真结果38
3.7　讨论40
3.7.1　ＮＰＣ变换器和ＣＨＢ变换器的电容容值比较40
目　　录Ⅶ
3.7.2　直流环节电容电流分析方法比较41
3.7.3　向更多电平数变换器的扩展42
3.8　结论42
参考文献42
第4章　两电平和三电平变换器拓扑的损耗对比45
4.1　概述45
4.2　ＩＧＢＴ－二极管模块的选择46
4.3　开关损耗47
4.3.1　两电平变换器的开关损耗48
4.3.2　ＮＰＣ变换器的开关损耗50
4.3.3　ＣＨＢ变换器的开关损耗51
4.4　通态损耗51
4.4.1　两电平变换器的通态损耗53
4.4.2　ＮＰＣ变换器的通态损耗54
4.4.3　ＣＨＢ变换器的通态损耗55
4.5　直流环节电容的电流有效值57
4.6　结果60
4.7　结论62
参考文献62
第5章　ＮＰＣ变换器中点电压低频振荡的抑制64
5.1　概述64
5.2　ＮＰＣ变换器调制策略65
5.3　ＮＶ调制策略的最小ＮＰ电压纹波67
5.3.1　局部平均ＮＰ电流68
5.3.2　开关约束的影响69
5.3.3　零纹波区域71
5.3.4　ＮＰ电压纹波的下限71
5.4　Ｂａｎｄ－ＮＶ调制策略72
5.4.1　传统ＮＶ策略的准则73
5.4.2　提出的准则73
5.4.3　工作区域74
5.4.4　算法76
5.4.5　Ｂａｎｄ－ＮＶ策略的开关时序79
5.5　Ｂａｎｄ－ＮＶ调制策略的性能79
5.5.1　ＮＰ电压纹波79
5.5.2　有效开关频率－输出电压谐波畸变81
5.6　Ｂａｎｄ－ＮＶ调制策略的仿真82
5.7　混合调制策略87
5.7.1　提出的混合调制策略88
Ⅷ　微电网中的电力电子变换器
5.7.2　仿真结果89
5.8　结论93
参考文献93
第6章　三相两电平逆变器的数字控制96
6.1　概述96
6.2　控制策略98
6.3　数字采样策略100
6.4　时延对稳定性的影响101
6.5　电容电流观测器102
6.6　反馈控制器设计104
6.7　仿真结果107
6.8　实验结果110
6.9　结论112
参考文献112
第7章　交错并联型逆变器的设计与控制114
7.1　概述114
7.2　纹波消除效应117
7.3　硬件设计119
7.3.1　硬件设计准则119
7.3.2　设计准则的应用125
7.4　控制器结构128
7.5　系统分析129
7.5.1　无源阻尼和电网阻抗的影响130
7.5.2　计算时延的影响132
7.5.3　电网扰动的抑制132
7.6　控制器设计134
7.7　仿真及实验结果138
7.8　结论146
参考文献146
第8章　交错并联型并网逆变器的重复电流控制149
8.1　概述149
8.2　控制器及系统建模151
8.3　系统分析与控制器设计153
8.4　仿真结果156
8.5　实验结果158
8.6　结论160
参考文献160
第9章　在线交互式ＵＰＳ 162
9.1　概述162
目　　录Ⅸ
9.2　系统概况164
9.3　核心控制器168
9.4　功率潮流控制器170
9.4.1　下垂控制方程170
9.4.2　小信号分析171
9.4.3　稳定性分析及下垂系数选择174
9.5　直流环节电压控制器180
9.6　实验结果182
9.7　结论190
参考文献191
第10章　微电网的保护194
10.1　概述194
10.2　继电保护面临的主要挑战194
……

书籍简介：光伏发电系统的并网控制与优化 本书聚焦于现代能源系统中的核心组成部分——光伏发电系统，深入探讨其在电网接入过程中所面临的关键技术挑战及其解决方案。本书并非涉及微电网内的电力电子变换器，而是将重点置于分布式光伏发电与主电网的和谐互动。 第一部分：光伏发电基础与并网要求 本部分将首先回顾光伏发电的基本原理，从太阳辐射能转化为直流电的过程，到光伏电池片的串并联特性，再到光伏阵列的整体输出功率与环境因素（如光照强度、温度）的关系。随后，我们将详细阐述当前电网对分布式光伏并网的各项技术要求，包括但不限于： 电能质量标准： 谐波、电压偏差、闪变等指标的限值要求，以及并网逆变器如何满足这些标准。 频率和电压支撑： 光伏发电系统如何响应电网的频率和电压扰动，提供有功和无功功率支持，维持电网稳定。 电网接入安全： 防孤岛效应（anti-islanding）保护机制的设计与实现，确保光伏系统在电网故障时能安全可靠地切除，避免对维修人员造成危险。 通信与监控： 并网光伏系统与电网调度中心之间的通信协议、数据采集与传输方式，以及远程监控和控制的需求。 第二部分：并网逆变器控制策略 本部分将集中探讨实现光伏发电系统高效、稳定并网的关键——并网逆变器的控制技术。我们将详细解析各类主流的控制策略，并分析其优缺点及其适用场景： 基于锁相环（PLL）的同步控制： 介绍不同类型的PLL（如SOGI-PLL, Enhanced PLL），分析其在电网不平衡、谐波等扰动下的同步性能，以及如何实现精确的相角锁定，确保逆变器输出电压与电网电压同频同相。 基本PQ控制与P控制： 讲解如何通过调整逆变器输出的有功功率（P）和无功功率（Q），实现光伏发电的MPPT（最大功率点跟踪）以及对电网电压的无功补偿。 高级控制策略： 虚拟同步机（Virtual Synchronous Machine, VSM）控制： 模拟传统同步发电机的惯性响应，为电网提供暂态频率支撑，提升电网对波动性电源的容忍度。 下垂控制（Droop Control）： 基于频率-有功功率（f-P）和电压-无功功率（V-Q）特性的控制，实现分布式发电单元的功率共享和电压稳定，特别适用于无通信线路的并联控制。 定向控制（Direct Control）： 探讨直接解耦控制有功功率和无功功率的策略，简化了控制器的设计，并能实现快速的功率响应。 柔性直流输电（HVDC）接口控制： 在与直流输电系统接口的光伏汇集站中，将重点介绍其直流侧的电压控制和交流侧的功率控制策略。 第三部分：光伏发电系统优化与能量管理 除了并网控制，本部分还将关注如何进一步提升光伏发电系统的整体性能和经济效益： 最大功率点跟踪（MPPT）算法： 深入分析各种MPPT算法（如扰动观察法、电导增量法、模糊逻辑控制、神经网络控制等），比较其在不同光照变化条件下的跟踪精度和响应速度。 储能系统集成： 探讨光伏发电系统与电池储能系统（BESS）的协同控制，实现削峰填谷、平抑波动、提高供电可靠性，以及如何根据电网需求和市场信号进行充放电优化。 微电网中的应用（非变换器本身）： 在涉及小型独立区域的能源自治时，光伏发电系统如何与其它电源（如柴油发电机）以及负载进行协调，实现能量的自发自用和就地消纳，提升能源利用效率。 电网互动与需求侧响应： 分析光伏系统如何通过与电网的互动，参与需求侧响应（DR）项目，根据电网负荷情况调整发电功率，从而获得额外收益，并帮助电网实现负荷均衡。 经济性分析与市场化运营： 探讨光伏发电项目在不同上网电价政策下的经济性评估，以及如何通过合理的能量管理和市场交易策略，最大化投资回报。 本书特色： 本书内容紧密结合当前光伏发电技术发展的最新动态和国家电网的实际并网要求，理论分析严谨，并辅以大量的仿真案例和实例分析，帮助读者深入理解光伏并网控制的精髓。本书适合从事电力系统、新能源发电、电力电子技术等领域的研究人员、工程师以及高等院校相关专业的研究生和高年级本科生阅读。通过本书的学习，读者将能够掌握光伏发电系统并网的核心技术，为推动新能源的广泛应用和建设清洁低碳的能源体系贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电力电子专业的研究生，对于《微电网中的电力电子变换器》这本书，我只能用“相见恨晚”来形容。它不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，带领我一步步深入微电网的电力电子世界。书中对各种变换器拓扑的讲解，从基础的DC-DC变换器到复杂的DC-AC逆变器，再到面向微电网的特定拓扑，都进行了非常详尽的阐述。我尤其欣赏书中对控制策略的深度分析，例如在孤岛运行模式下，如何实现精确的频率和电压控制，以及在并网模式下，如何进行平滑的功率注入和电网支撑。书中还涵盖了微电网中的一些关键问题，如动态响应、谐波补偿、以及与储能系统的协同等，并提出了相应的电力电子解决方案。书中的公式推导严谨，图示清晰易懂，而且还提供了大量的仿真分析结果，这些都为我的学习和研究提供了极大的帮助。这本书的出版，无疑为微电网领域的研究者和工程师提供了一份宝贵的财富，能够帮助他们更深入地理解和掌握微电网中的电力电子技术。

评分☆☆☆☆☆

阅读《微电网中的电力电子变换器》的过程，对我而言是一次知识的“洗礼”。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一次对微电网电力电子技术发展脉络的深度梳理。作者以宏观的视角切入，首先阐述了微电网的定义、挑战以及发展趋势，为后续深入分析变换器奠定了坚实的基础。随后，书中细致地介绍了各种主流的电力电子变换器拓扑，从经典的Buck、Boost、SEPIC变换器，到用于逆变环节的H桥、多电平逆变器，再到专门为微电网设计的混合拓扑。让我印象深刻的是，书中对这些变换器的分析，不仅仅停留在其基本原理，而是深入探讨了它们在微电网中的具体作用，例如如何实现最优功率点跟踪、如何参与电网频率和电压的调节，以及如何处理功率波动和不平衡。此外，书中还涉及了储能电池管理系统与变换器的集成，以及分布式发电与微电网的协同控制等议题，这些都是当前微电网研究中的热点和难点。书中的案例分析和仿真结果，也为我提供了直观的理解，让我能够更好地把握理论与实践之间的联系。这本书的价值，在于它能够帮助读者建立起一个全面、系统的微电网电力电子技术知识体系。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对微电网技术充满好奇的研究生，我一直想深入了解其中的核心技术——电力电子变换器。偶然间发现了这本《微电网中的电力电子变换器》，读完之后，我只能说相见恨晚！这本书的体系结构非常完整，从基础理论的讲解，到各种变换器的详细介绍，再到它们在微电网中的应用，环环相扣，逻辑清晰。作者对不同变换器拓扑的分析非常到位，不仅解释了它们的优势和劣势，还结合微电网的特点，深入探讨了它们在电压支撑、频率稳定、功率质量等方面所扮演的角色。我特别喜欢书中关于“多功能变换器”的章节，这部分内容对于提升微电网的灵活性和可靠性至关重要。书中还详细介绍了各种控制策略，例如基于LCL滤波器的三次谐波抑制控制，以及在多微电网并联运行时的通信与协调控制问题。这些内容不仅有助于我理解微电网的运行机理，更重要的是，为我未来的研究方向提供了宝贵的思路。书中的案例研究也让我印象深刻，通过实际项目的分析，我能够更直观地理解理论知识的应用，也更能体会到电力电子变换器在构建绿色能源未来中的重要性。这本书的出版，无疑为微电网领域的研究者和工程师提供了一份不可或缺的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，起初我拿到《微电网中的电力电子变换器》这本书时，并没有抱太大的期望，毕竟市面上关于电力电子的书籍已经不少了。但当我翻开第一页，就被它严谨的学术风格和独特的视角所吸引。这本书并非简单地堆砌公式和定理，而是将复杂的电力电子变换器置于微电网这一具体应用场景下进行深入剖析。作者巧妙地将基础理论与前沿技术相结合，从微电网的组成、特点出发，逐步引导读者理解不同类型变换器在其中所承担的关键任务。书中对DC-DC变换器的功率流控制、DC-AC变换器的并网同步控制、以及孤岛运行下的频率和电压控制算法进行了细致的阐述。我尤其赞赏书中对变换器在应对电网扰动、实现能量优化调度等方面的讨论，这些都是微电网核心技术的重要组成部分。而且，作者在分析过程中，充分考虑了实际工程中的约束条件，例如器件的耐压、电流能力，以及系统级的稳定性问题。书中的图表和仿真结果的展示，更是直观地验证了理论的有效性。对于我这样需要在实际项目中应用微电网技术的工程师而言，这本书提供了一份非常实用的参考指南，帮助我更深入地理解变换器的设计原则和优化方法。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的电力电子工程师，我一直在寻找一本能够系统性、深入地讲解微电网领域电力电子变换器的书籍，而《微电网中的电力电子变换器》恰恰满足了我的这一需求。这本书在内容组织上非常有条理，从微电网的基本概念和特点出发，逐步深入到各种变换器的原理、拓扑、控制策略和实际应用。我尤其欣赏书中对新型变换器拓扑的介绍，例如多端口变换器、交错变换器等，这些在提高微电网的灵活性和效率方面发挥着重要作用。书中对谐波抑制、功率因数校正、以及电磁兼容性（EMC）等关键工程问题的处理，都给予了充分的关注，这对于保证微电网的可靠运行至关重要。而且，作者在书中还探讨了微电网中储能系统的集成问题，以及电动汽车与微电网的互动，这些都是未来能源发展的关键方向。书中的图解清晰，数学模型准确，并且给出了大量的仿真分析结果，这些都能够帮助读者更好地理解复杂的理论知识。这本书的出版，无疑为微电网领域的研究和工程应用提供了极大的支持。

评分☆☆☆☆☆

这是一本我近期阅读过的，关于微电网中电力电子变换器领域中，内容深度和广度都相当出色的著作。作者在书中对各种变换器拓扑，无论是传统的还是新兴的，都进行了详尽的分析，并且特别强调了它们在微电网环境下的适用性。我个人比较关注的是书中关于“并网与孤岛运行模式切换”的章节，这部分内容对变换器的控制策略提出了很高的要求，而本书在这方面提供了非常多前沿的解决方案，包括基于同步锁相环（PLL）的并网控制，以及孤岛模式下的电压源/电流源控制策略。此外，书中对于微电网中能量管理和功率共享的讨论，也让我耳目一新。作者通过分析不同的变换器配置，阐述了如何实现分布式能源之间的功率优化分配，如何满足负荷需求，以及如何与储能系统进行协同。书中的数学推导严谨，公式引用规范，并且大量的仿真分析和实验数据支持，都进一步增强了该书的可信度和实用性。对于希望深入理解微电网技术，并将其应用于实际工程中的读者来说，这本书无疑提供了一个非常宝贵的知识库。

评分☆☆☆☆☆

这部《微电网中的电力电子变换器》绝对是新能源领域的一本扛鼎之作，对于我这样一个长期在电力电子行业摸爬滚打的工程师来说，它简直像一本“宝典”。我一直在寻找一本能够系统性地梳理微电网背景下各类电力电子变换器原理、拓扑、控制策略以及实际应用的书籍，而这本书正是弥补了这一空白。它没有简单地罗列各种变换器，而是深入浅出地剖析了微电网这一特殊场景对变换器提出的挑战与机遇。书中对DC-DC变换器、DC-AC逆变器，甚至是AC-AC变换器在微电网中的应用进行了详尽的阐述，包括了孤岛运行、并网运行、能量管理等关键环节。我尤其欣赏作者在分析不同拓扑时，不仅仅停留在理论层面，而是结合了实际的损耗分析、器件选择、电磁兼容性等工程问题，这对于我这种需要将理论转化为实践的人来说，提供了极大的帮助。而且，书中还引入了许多前沿的控制技术，比如基于模型预测控制、自适应控制等，这些都是当前微电网研究的热点，能够让我及时掌握最新的技术动态。书中的图示清晰，公式推导严谨，案例分析也很到位，能够帮助我更好地理解抽象的理论知识。读完这本书，我对微电网中电力电子变换器的认识提升到了一个新的高度，也更有信心去解决工作中的实际问题。

评分☆☆☆☆☆

《微电网中的电力电子变换器》这本书，让我深刻体会到了电力电子技术在构建未来智能电网中的核心地位。它不仅仅是一本技术性的书籍，更像是一幅描绘微电网发展蓝图的画卷。作者以一种非常宏观的视角，将电力电子变换器置于整个微电网系统框架下进行审视，详细阐述了它们在能量转换、功率控制、电网稳定等方面的关键作用。我尤其喜欢书中关于“多能源互补”和“智能协同控制”的章节，这部分内容深入探讨了如何通过电力电子变换器，实现不同类型新能源的有效接入和优化调度，从而提高微电网的整体效率和可靠性。书中对分布式发电、储能系统以及负荷管理等环节的融合，也给予了充分的关注，这正是构建高效、绿色、智能微电网的关键。书中的案例分析，涉及了各种典型的微电网应用场景，为读者提供了丰富的参考和借鉴。总而言之，这本书不仅能够帮助我深入理解微电网中电力电子变换器的技术细节，更能够启发我对未来能源系统发展的思考。

评分☆☆☆☆☆

《微电网中的电力电子变换器》这本书，给我最大的感受是它的“实用导向性”。作者并没有停留在纯理论的推导，而是将重心放在了电力电子变换器如何在实际的微电网系统中发挥作用。书中对不同类型变换器的损耗模型、效率分析以及热设计进行了深入探讨，这对于我们工程师在实际项目中选择和设计变换器至关重要。我尤其对书中关于“高频化和集成化”的讨论印象深刻，作者探讨了如何利用先进的半导体器件和拓扑结构，实现变换器的体积小型化、功率密度提升，以及系统效率的提高，这正是当前电力电子领域的发展趋势。书中的案例研究，涵盖了不同规模和应用场景的微电网，从分布式光伏微电网到电动汽车充电微电网，都进行了详细的分析，让我能够从中学习到借鉴的经验。而且，书中对变换器在保护和故障诊断方面的论述，也为保障微电网的安全稳定运行提供了重要的指导。总而言之，这本书为我提供了一个从理论到实践，再到创新应用的完整知识链条。

评分☆☆☆☆☆

这本书《微电网中的电力电子变换器》给我的感觉，就像一位经验丰富的导师，循循善诱地引导我探索微电网的奥秘。它没有空泛的理论说教，而是将复杂的电力电子技术，巧妙地融入到微电网这一充满活力的应用场景中。我尤其喜欢书中对不同变换器在微电网中的“角色定位”的解读，比如DC-DC变换器在实现不同电压等级的微源之间的能量匹配，DC-AC变换器在连接微电网与主网之间的“桥梁”作用，以及它们在孤岛模式下如何独立维持电网稳定。书中对各种控制策略的介绍，比如先进的PQ控制、VF控制，以及在分布式电源协调控制中的应用，都让我受益匪浅。我注意到书中还探讨了微电网中常见的一些挑战，比如谐波抑制、无功功率补偿、以及系统韧性问题，并提出了相应的电力电子变换器解决方案。书中的图示设计得非常精巧，能够清晰地展示变换器的内部结构和功率流动，这对于我这种视觉型学习者来说，无疑是极大的便利。总而言之，这本书帮助我打破了对电力电子变换器的碎片化认知，形成了一个关于它们在微电网中整体应用和协同工作的完整图景。

评分☆☆☆☆☆

给同学买的，第二天就收到了。价格一般，但是能用劵。一直在京东买书。可惜现在活动力度越来越小，勋章劵的优惠也降低了。哎，感觉要转战其他战场了。

评分☆☆☆☆☆

很实用的书，强烈推荐～

评分☆☆☆☆☆

挺好的，给同事买的，很便宜，特别好，同事很满意。

评分☆☆☆☆☆

还不错………………………………………………………………

评分☆☆☆☆☆

书很好，值得买

评分☆☆☆☆☆

good

评分☆☆☆☆☆

经典好书，报销方便

评分☆☆☆☆☆

还没开始看，大佬的书应该查不到哪儿去

评分☆☆☆☆☆

看了下，内容很不错，不过就是快递运输包装不好，有些损坏，而且精装显得有些笨重