分布式逆变电源的模块化及并联技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 模块化逆变电源系统的发展 1

1.1.1 电源系统供电方式的发展 1

1.1.2 逆变电源系统串并联冗余技术及系统基本结构 3

1.1.3 模块化逆变电源电路拓扑 7

1.1.4 模块化电源系统的设计策略 15

1.2 逆变电源并联及均流控制技术综述 17

1.2.1 逆变电源模块并联运行的特点 17

1.2.2 逆变电源并联运行基本原理 18

1.2.3 逆变电源并联运行的应用领域 19

1.3 逆变电源并联运行时的几种控制方式 20

1.3.1 集中控制方式 20

1.3.2 主从控制方式 22

1.3.3 分散逻辑控制方式 23

1.3.4 无互连线独立控制方式 23

1.4 模块化逆变电源并联技术应用现状与展望 24

参考文献 26

第2章 逆变电源系统的并联冗余运行基础理论 29

2.1 逆变电源系统的并联冗余结构 29

2.1.1 简单并联冗余系统结构 29

2.1.2 双模并联冗余系统结构 29

2.1.3 混合并联冗余系统结构 30

2.1.4 热/冷备用冗余系统结构 30

2.1.5 N+X并联冗余系统结构 30

2.2 逆变电源并联系统的可靠性分析 31

2.2.1 逆变电源并联系统的可靠性模型 31

2.2.2 N+X并联冗余系统的可靠性分析 32

2.3 逆变器并联系统的数学模型 34

2.3.1 逆变器的状态空间模型 34

2.3.2 三相逆变电源的磁路耦合 37

2.3.3 电压型逆变器的等效输出阻抗模型 48

2.3.4 单相逆变电源并联系统的稳态数学模型 55

2.3.5 单相逆变电源并联系统的动态数学模型 57

2.3.6 三相逆变电源并联系统的数学模型 59

2.4 逆变电源并联系统的环流特性 61

2.4.1 并联系统环流的稳态特性分析 61

2.4.2 并联系统环流的动态特性分析 63

2.4.3 电压闭环并联系统环流特性分析 65

2.5 三相逆变器磁路耦合对并联系统环流的影响 65

2.5.1 磁路耦合对环流动态特性的影响 65

2.5.2 三相逆变器并联系统中的零序环流 66

参考文献 70

第3章 逆变电源并联运行数字化同步控制技术及其影响 72

3.1 并联系统中双极性SPWM调制方式比较 73

3.1.1 SPWM的同步调制和异步调制 73

3.1.2 并联同步的SPWM调制方式 79

3.2 数字化同步锁相控制技术 83

3.2.1 锁相环的基本原理 83

3.2.2 数字锁相环（DPLL）的模型分析 84

3.2.3 DPLL的基本设计与实现 86

3.2.4 基于离散傅里叶变换鉴相的数字化锁相建模及参数设计 88

3.3 数字化控制的并联系统中相位同步误差的补偿技术 94

3.3.1 数字化同步控制中的频率调节分辨率分析 94

3.3.2 同步控制的频率补偿技术——SPWM重新调制基本原理 95

3.3.3 SPWM重新调制特性分析 97

3.3.4 逆变电源并联系统重新调制控制数字化的实现 102

3.3.5 实验研究 105

3.4 数字化同步控制对并联均流特性的影响 108

3.4.1 数字化量化误差对并联系统的影响 108

3.4.2 数字化SPWM调制的控制特性分析 112

3.4.3 数字化同步控制方式下并联系统均流特性分析 118

参考文献 124

第4章 逆变电源并联系统谐波环流抑制技术 128

4.1 逆变电流并联系统谐波环流抑制的必要性分析 129

4.1.1 并联系统谐波环流的形成 129

4.1.2 谐波环流对并联系统的影响 136

4.2 瞬时功率理论及谐波电流检测 144

4.2.1 瞬时功率理论简介 144

4.2.2 单相输出功率及谐波电流检测 146

4.3 逆变电源并联系统谐波环流抑制技术 150

4.3.1 非线性负载下并联系统谐波电流分析 150

4.3.2 并联系统谐波环流抑制策略 153

参考文献 158

第5章 全数字化逆变电源的分散逻辑并联控制技术 161

5.1 分散逻辑并联控制的基本概念 161

5.2 逆变电源分散逻辑并联控制的原理 162

5.2.1 基于分散逻辑控制的并联系统控制结构与算法 163

5.2.2 基于分散逻辑并联控制系统的内外同步锁相控制 165

5.2.3 基于相量的均流控制技术 171

5.2.4 瞬时均流控制技术 172

5.3 基于分散逻辑控制的全数字化并联系统设计 179

5.3.1 数字化功率检测技术 179

5.3.2 模块间信息交换的实现方法 182

5.3.3 基于双环控制的并联控制策略 182

5.3.4 有功和无功电流的调节 190

5.3.5 分散逻辑控制并联逆变电源设计实例 192

5.3.6 分散逻辑并联控制系统的仿真与实验 196

参考文献 201

第6章 逆变电源无互连线并联控制技术 203

6.1 基于下垂特性的无互连线并联控制技术 203

6.1.1 逆变电源无互连线并联中下垂特性的含义 203

6.1.2 下垂特性隐含的通信机制 204

6.1.3 下垂特性系数的选取 204

6.1.4 下垂特性控制下逆变电源并机动态过程分析 206

6.1.5 实验结果 207

6.2 基于电力线载波通信的无互连线并联控制技术 209

6.2.1 电力线载波通信及其在逆变电源无互连线并联中的应用 209

6.2.2 利用电力线载波通信实现逆变电源无互连线并联系统设计 212

6.2.3 利用电力线载波通信实现逆变电源无互连线并联的控制策略 216

6.2.4 仿真分析与实验结果 217

参考文献 219

第7章 基于解耦控制的逆变电源无互连线并联控制策略 222

7.1 逆变电源无互连线并联系统的数学模型 222

7.1.1 单相逆变电源数学模型 222

7.1.2 逆变电源并联系统数学模型及环流分析 223

7.2 下垂特性的局限性 227

7.3 逆变电源无互连线并联中的解耦控制 230

7.3.1 一般的解耦控制策略 230

7.3.2 新型解耦控制策略 231

7.3.3 新型解耦控制策略对稳态功率均分的影响 233

7.4 参数变化对解耦控制的影响 234

7.4.1 负载变化时解耦控制效果 234

7.4.2 逆变电源输出基波等效阻抗变化时的解耦控制效果 235

7.5 多台逆变电源并联时的解耦控制 236

7.5.1 三台逆变电源并联时的解耦控制 236

7.5.2 三台逆变电源并联时解耦控制的局限性分析 239

7.5.3 多台逆变电源并联时的解耦控制 240

7.6 仿真分析与实验结果 241

7.6.1 仿真分析 241

7.6.2 实验结果 243

参考文献 245

第8章 分布式逆变电源的系统监控与管理技术 247

8.1 逆变电源并联系统监控技术的发展 247

8.1.1 逆变电源监控系统概述 247

8.1.2 电源监控系统的体系结构 249

8.1.3 电源监控通信技术研究现状 250

8.1.4 逆变电源监控系统典型实例 252

8.2 逆变电源并联系统中的数据通信技术 256

8.2.1 设备层的数字通信技术 256

8.2.2 现场总线通信技术 258

8.2.3 逆变电源中其他通信方式 262

8.2.4 电源监控系统的抗干扰措施与通信差错检测 264

8.2.5 数字通信技术在模块化电源中的应用 267

8.3 逆变电源并联系统故障分析与保护 275

8.3.1 并联系统故障及其处理策略 275

8.3.2 并联系统故障检测 279

8.3.3 故障处理 281

8.3.4 并联系统的投入与退出 281

8.4 逆变电源并联并网系统的能量管理技术 286

8.4.1 分布式逆变电源系统的新应用形式——微网系统 286

8.4.2 分布式发电微网系统的能量管理技术 289

8.4.3 可再生能源发电微网系统的能量管理技术 290

参考文献 295

第9章 逆变器模块并联系统设计方法及典型应用 297

9.1 逆变器模块并联系统设计方法 297

9.1.1 系统设计指标及要求 297

9.1.2 硬件电路系统设计 300

9.1.3 旁路控制策略及过载保护综合切换逻辑电路设计 302

9.1.4 冲击和短路保护电路设计及其实验研究 305

9.1.5 软件系统设计 309

9.1.6 工程化技术研究 310

9.2 逆变电源模块化并联系统的典型应用 311

9.2.1 逆变电源模块化并联系统在UPS中的应用 311

9.2.2 逆变电源模块化并联技术在光伏发电系统中的应用 314

9.2.3 逆变电源模块化并联技术在储能系统中的应用 322

9.2.4 逆变电源模块化并联系统在微网中的应用 326

参考文献 329