譯者序
原書序
第1 章電力電子功率變換 1
1. 1 引言 1
1. 2 電力電子變流器和變流器系統 1
1. 3 電力電子變流器在電力系統中的應用 2
1. 4 電力電子開關 4
1. 4. 1 開關分類 4
1. 4. 2 開關特性 6
1. 5 變流器的分類 6
1. 5. 1 基于換相過程的分類 7
1. 5. 2 基于端電壓和電流波形的分類 7
1. 6 電壓源變流器(VSC) 8
1. 7 基本結構 8
1. 7. 1 多模塊VSC 系統 8
1. 7. 2 多電平VSC 系統 10
1. 8 本書的范圍 13
第1 部分 基本原理
第2 章DC.AC 半橋變流器 16
2. 1 引言 16
2. 2 變流器結構 16
2. 3 工作原理 17
2. 3. 1 脈寬調制(PWM) 17
2. 3. 2 變流器波形 18
2. 4 變流器的開關模型 20
2. 5 變流器的平均值模型 22
2. 6 非理想半橋變流器 27
2. 6. 1 非理想半橋變流器的分析: 正向交流側電流 27
2. 6. 2 非理想半橋變流器的分析: 反向交流側電流 31
2. 6. 3 非理想半橋變流器的平均值模型 31
第3 章半橋變流器的控制 35
3. 1 引言 35
3. 2 半橋變流器的交流側控制模型 35
3. 3 半橋變流器的控制 36
3. 4 前饋補償 39
3. 4. 1 對啟動暫態的影響 39
3. 4. 2 對變流器系統與交流系統間動態耦合的影響 40
3. 4. 3 對抗干擾能力的影響 43
3. 5 正弦指令跟蹤 44
第4 章空間相量與二維坐標系 52
4. 1 引言 52
4. 2 三相對稱函數的空間相量表示 53
4. 2. 1 空間相量的定義 53
4. 2. 2 改變三相信號的幅值和相角 55
4. 2. 3 幅值/頻率可控的三相信號的產生 59
4. 2. 4 諧波的空間相量表示 61
4. 3 三相系統的空間相量表示 62
4. 3. 1 非耦合的三相對稱系統 62
4. 3. 2 耦合的三相對稱系統 65
4. 3. 3 三相不對稱系統 66
4. 4 三相三線制系統中的功率 66
4. 5 三相信號與系統在αβ 坐標系中的表示和控制 68
4. 5. 1 空間相量在αβ 坐標系中的表示 68
4. 5. 2 信號發生器/調節器在αβ 坐標系中的實現 70
4. 5. 3 αβ 坐標系中的功率表達式 72
4. 5. 4 αβ 坐標系中的控制 72
4. 5. 5 αβ 坐標系中系統的表示 74
4. 6 三相系統在dq 坐標系中的表示和控制 76
4. 6. 1 空間相量在dq 坐標系中的表示 76
4. 6. 2 dq 坐標系中的功率表達式 79
4. 6. 3 dq 坐標系中的控制 79
4. 6. 4 dq 坐標系中系統的表示 80
第5 章三相兩電平電壓源變流器 87
5. 1 引言 87
5. 2 兩電平電壓源變流器 87
5. 2. 1 電路結構 87
5. 2. 2 運行原理 88
5. 2. 3 非理想兩電平VSC 的功率損耗 89
5. 3 兩電平VSC 的模型和控制 90
5. 3. 1 兩電平VSC 的平均值模型 90
5. 3. 2 兩電平VSC 在αβ 坐標系中的模型 92
5. 3. 3 兩電平VSC 在dq 坐標系中的模型和控制 94
5. 4 VSC 系統的分類 96
第6 章三相三電平中性點鉗位型電壓源變流器 97
6. 1 引言 97
6. 2 三電平半橋NPC 98
6. 2. 1 生成正的交流電壓 99
6. 2. 2 生成負的交流電壓 99
6. 3 用于三電平半橋NPC 的PWM 方案 100
6. 4 三電平半橋NPC 的開關模型 102
6. 4. 1 交流端電壓 102
6. 4. 2 直流端電流 102
6. 5 三電平半橋NPC 的平均值模型 103
6. 5. 1 交流端平均電壓 103
6. 5. 2 直流端平均電流 104
6. 6 三電平NPC 104
6. 6. 1 電路結構 104
6. 6. 2 工作原理 105
6. 6. 3 中點電流 106
6. 6. 4 帶有外接直流電壓的三電平NPC 110
6. 7 直流側帶有電容分壓器的三電平NPC 111
6. 7. 1 直流側電壓漂移現象 112
6. 7. 2 直流側電壓平衡 112
6. 7. 3 直流側電流的推導 117
6. 7. 4 三電平NPC 和兩電平VSC 的統一模型 117
6. 7. 5 直流電容電壓紋波對交流側諧波的影響 119
第7 章電網定頻的VSC 系統: 在αβ 坐標系中的控制 123
7. 1 引言 123
7. 2 電網定頻VSC 系統的結構 123
7. 3 有功/無功功率控制器 124
7. 3. 1 電流型控制和電壓型控制 124
7. 3. 2 有功/無功功率控制器的動態模型 125
7. 3. 3 有功/無功功率控制器的電流型控制 127
7. 3. 4 直流母線電壓等級的選擇 130
7. 3. 5 現實的考量和權衡 135
7. 3. 6 含三次諧波注入的PWM 調制 135
7. 4 基于三電平NPC 的有功/無功功率控制器 141
7. 4. 1 基于三次諧波注入PWM 的三電平NPC 中點
電流 147
7. 5 直流電壓受控的功率端口 148
7. 5. 1 直流電壓受控的功率端口模型 149
7. 5. 2 直流電壓受控功率端口的直流母線電壓控制 153
7. 5. 3 簡化和模型 157
第8 章電網定頻的VSC 系統: 在dq 坐標系中的控制 161
8. 1 引言 161
8. 2 電網定頻VSC 系統的結構 162
8. 3 有功/無功功率控制器 163
8. 3. 1 電流型控制與電壓型控制 163
8. 3. 2 空間相量在dq 坐標系中的表示 164
8. 3. 3 有功/無功功率控制器的動態模型 165
8. 3. 4 鎖相環(PLL) 166
8. 3. 5 PLL 的補償器設計 168
8. 4 有功/無功功率控制器的電流型控制 173
8. 4. 1 VSC 的電流控制 173
8. 4. 2 直流母線電壓等級的選擇 176
8. 4. 3 交流側等效電路 179
8. 4. 4 三次諧波注入PWM 182
8. 5 基于三電平NPC 的有功/無功功率控制器 184
8. 6 直流電壓受控的功率端口 185
8. 6. 1 直流電壓受控的功率端口模型 186
8. 6. 2 直流電壓受控功率端口的控制 188
8. 6. 3 簡化模型和模型 193
第9 章頻率受控的VSC 系統 195
9. 1 引言 195
9. 2 頻率受控的VSC 系統結構 195
9. 3 頻率受控的VSC 系統模型 197
9. 4 電壓控制 201
9. 4. 1 自主運行 208
第10 章變頻VSC 系統 215
10. 1 引言 215
10. 2 變頻VSC 系統的結構 215
10. 3 變頻VSC 系統的控制 217
10. 3. 1 異步電機 218
10. 3. 2 雙饋異步電機 230
10. 3. 3 永磁同步電機 245
第2 部分 應 用
第11 章靜止補償器(STATCOM) 250
11. 1 引言 250
11. 2 直流電壓受控的功率端口 250
11. 3 STATCOM 的結構 251
11. 4 PCC 電壓控制的動態模型 252
11. 4. 1 PCC 電壓動態的大信號模型 252
11. 4. 2 PCC 電壓動態的小信號模型 254
11. 4. 3 穩態工作點 256
11. 5 PCC 電壓動態特性的近似模型 257
11. 6 STATCOM 的控制 258
11. 7 PCC 電壓控制器的補償器設計 259
11. 8 模型評估 259
第12 章背靠背HVDC 變換系統 267
12. 1 引言 267
12. 2 HVDC 系統結構 267
12. 3 HVDC 系統模型 269
12. 3. 1 電網和連接變壓器模型 269
12. 3. 2 背靠背變換系統的模型 270
12. 4 HVDC 系統控制 274
12. 4. 1 鎖相環(PLL) 274
12. 4. 2 dq 坐標系電流控制方案 276
12. 4. 3 PWM 門控信號發生器 279
12. 4. 4 直流側分壓的平衡 279
12. 4. 5 潮流控制 279
12. 4. 6 直流母線電壓調節 281
12. 5 不對稱故障下HVDC 系統的性能 283
12. 5. 1 不對稱故障下的PCC 電壓 283
12. 5. 2 不對稱故障下PLL 的運行特性 285
12. 5. 3 不對稱故障下dq 坐標系電流控制器的運行
特性 286
12. 5. 4 不對稱故障下直流母線電壓的動態 288
12. 5. 5 不對稱故障下低次諧波的產生 292
12. 5. 6 不對稱故障下的穩態潮流 295
12. 5. 7 不對稱故障下的直流母線電壓控制 296
第13 章變速風力發電系統 308
13. 1 引言 308
13. 2 恒速和變速風力發電系統 308
13. 2. 1 恒速風力發電系統 308
13. 2. 2 變速風力發電系統 309
13. 3 風力機特性 310
13. 4 變速風力發電系統的大功率捕獲 312
13. 5 基于雙饋異步電機的變速風力發電系統 315
13. 5. 1 基于雙饋異步電機的風力發電系統的結構 315
13. 5. 2 變頻VSC 系統的電機轉矩控制 316
13. 5. 3 直流電壓受控的功率端口的直流母線電壓控制 318
13. 5. 4 直流電壓受控的功率端口的補償器設計 321
附錄 331
附錄A 對稱三相電機的空間相量表示 331
A. 1 引言 331
A. 2 對稱三相電機的結構 331
A. 3 電機的電氣模型 332
A. 3. 1 端電壓/電流方程 332
A. 3. 2 定子磁鏈的空間相量表示 333
A. 3. 3 轉子磁鏈的空間相量表示 334
A 3. 4 電機電磁轉矩 334
A. 4 電機的等效電路 335
A. 4. 1 電機的動態等效電路 335
A. 4. 2 電機的穩態等效電路 336
A. 5 永磁同步電機(PMSM) 337
A. 5. 1 永磁同步電機的電氣模型 337
A. 5. 2 永磁同步電機的穩態等效電路 339
附錄B VSC 系統的標幺值 340
B. 1 引言 340
B. 1. 1 交流側參數的基準值 340
B. 1. 2 直流側參數的基準值 340
參考文獻 343