微电网中的电力电子变换器PDF电子书下载

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 3

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 SV M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

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

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

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

10.2.1 故障电流水平的变化 194

10.2.2 设备判别 195

10.2.3 阻抗继电器保护范围的减少 196

10.2.4 双向性及电压分布的变化 196

10.2.5 交感性跳闸 197

10.2.6 孤岛 197

10.2.7 对馈线重合闸的影响 197

10.3 保护难题的可能解决方案 197

10.4 案例分析 201

10.4.1 故障水平的变化 203

10.4.2 保护死区 203

10.4.3 交感性跳闸 204

10.4.4 距离保护范围的减小 204

10.4.5 讨论 205

10.5 结论 206

参考文献 206

第11章 一种节省熔断器的自适应保护方案 208

11.1 概述 208

11.1.1 文献中的预防性措施 209

11.1.2 文献中的补救性措施 210

11.1.3 本章内容 211

11.2 案例分析 211

11.3 仿真结果及讨论 213

11.4 节省熔断器策略 216

11.4.1 50元件I pickup的选择和注意事项 217

11.4.2 自适应算法 218

11.5 重合器的应用 222

11.6 观察与讨论 222

11.7 结论 223

参考文献 223

附录 225

附录A NPC变换器的SVM—MATLAB ？-Simulink模型 225

A.1 最近矢量占空比的计算 225

A.2 对称调制策略 226

A.3 MATLAB ？-Simulink模型 226

参考文献 241

附录B直流环节电容电流的数值计算 242

关于作者 245