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電力電子并網轉換系統模型預測控制 版權信息
- ISBN：9787512430297
- 條形碼：9787512430297 ; 978-7-5124-3029-7
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
電力電子并網轉換系統模型預測控制 本書特色
電力電子并網轉換系統已廣泛用于新能源并網發電、電動汽車充放電、交直流微電網等電能轉換領域，具有轉換效率高、響應速度快、易于控制和調節等技術優勢。本書對電力電子并網轉換系統拓撲結構及其模型預測控制技術進行了深入研究，力求進一步提高系統性能。本書是作者近年來研究成果的總結，全面系統地介紹了電力電子并網轉換器的基本結構、數學模型、關鍵控制技術、仿真與實驗分析。 本書適用于電力電子并網轉換技術的研究者、教師以及研究生，也適用于從事本領域研究的工程師和開發者。
電力電子并網轉換系統模型預測控制 內容簡介
電力電子并網轉換系統存在變換器結構復雜、控制方案不完善等問題，針對這些問題，本書對電力電子并網轉換系統拓撲結構及其模型預測控制技術進行了深入研究，力求進一步提高系統性能。本書是作者近年來研究成果的總結，全面系統地介紹了電力電子并網轉換器的基本結構、數
電力電子并網轉換系統模型預測控制 目錄
第1章 緒 論 1
1.1 引 言 1
1.2 電力電子并網轉換系統研究現狀 2
1.2.1 傳統控制技術 2
1.2.2 新型控制技術 4
1.2.3 開關故障與非理想電網下的控制技術 5
本章小結 7
參考文獻 8
第2章 電力電子并網轉換系統結構與模型 10
2.1 并網轉換器結構與數學模型 10
2.1.1 三相靜止坐標系數學模型 10
2.1.2 兩相靜止坐標系數學模型 12
2.1.3 兩相旋轉坐標系數學模型 13
2.2 電力電子并網轉換器功率模型 14
2.2.1 瞬時功率理論 14
2.2.2 旋轉坐標系下的并網轉換器功率預測模型 16
2.2.3 靜止坐標系下的并網轉換器功率預測模型 16
本章小結 17
參考文獻 17
第3章 電力電子并網轉換系統模型預測控制 19
3.1 并網轉換系統前饋解耦控制 19
3.1.1 前饋解耦控制基本原理 19
3.1.2 PI調節器的參數整定 20
3.1.3 SVPWM 技術原理與建模 22
3.2 并網轉換系統模型預測控制 31
3.2.1 模型預測控制基本原理 31
3.2.2 并網轉換系統模型預測電流控制 32
3.2.3 并網轉換系統模型預測功率控制 39
3.3 仿真分析與驗證 41
3.3.1 并網轉換系統前饋解耦控制仿真分析 41
3.3.2 并網轉換器模型預測控制仿真分析 43
本章小結 45
參考文獻 45
第4章 模型預測控制的時滯補償與代價函數優化 47
4.1 模型預測多目標協調控制 47
4.1.1 模型預測多目標協調控制基本原理 47
4.1.2 兩步延時補償 48
4.1.3 降低開關頻率 49
4.1.4 代價函數優化 50
4.2 魯棒性分析 51
4.3 仿真結果及分析 52
4.3.1 延時補償算法仿真 52
4.3.2 降低開關頻率仿真 54
本章小結 56
參考文獻 56
第5章 電網電壓不平衡下并網轉換器模型預測功率補償控制 58
5.1 電網電壓不平衡下傳統正負序分離控制 58
5.1.1 正負序分量數學模型 58
5.1.2 正負序分離及鎖相環 59
5.1.3 正負序分離下的SVPWM 控制 60
5.2 電網電壓不平衡下功率補償建模 60
5.2.1 dq 旋轉坐標下功率建模 61
5.2.2 αβ 靜止坐標系下功率建模 61
5.2.3 消除有功功率脈動功率補償 63
5.2.4 消除無功功率脈動功率補償 63
5.2.5 帶功率補償模型預測功率控制結構與算法 64
5.3 仿真分析與驗證 66
5.3.1 單相跌落下的穩態仿真分析 66
5.3.2 單相跌落下動態仿真分析 69
5.3.3 功率補償前后仿真對比 70
本章小結 71
參考文獻 71
第6章 電力電子并網轉換系統模型預測低電壓穿越控制 73
6.1 電網電壓對稱故障時低電壓穿越控制 73
6.1.1 電網對稱故障時轉換器運行特性分析 73
6.1.2 控制參數整定 74
6.1.3 基于前饋解耦PI控制的低電壓穿越策略 75
6.1.4 基于模型預測功率控制的低電壓穿越策略 78
6.2 仿真分析與驗證 79
6.2.1 LVRT控制投入前后的對比分析 79
6.2.2 不同跌落深度的對比分析 86
6.2.3 模型預測控制與前饋解耦PI控制的對比分析 87
本章小結 88
參考文獻 88
第7章 電力電子并網轉換系統容錯結構與模型預測容錯控制 90
7.1 并網轉換系統非冗余故障容錯結構和運行機理建模 90
7.1.1 并網轉換器非冗余容錯結構 90
7.1.2 FSTP的運行分析 91
7.1.3 FSTP的電流預測模型 93
7.1.4 DAB的工作原理分析 95
7.1.5 直流側中點電壓模型 98
7.2 并網轉換器的模型預測容錯控制 99
7.2.1 功率預測模型與代價函數的選擇 100
7.2.2 模型預測直接功率控制結構與算法 100
7.2.3 DAB直流電壓抑制 102
7.2.4 直流注入控制中點電壓平衡 103
7.3 電網不平衡下故障容錯運行的功率波動與抑制方法 104
7.3.1 功率脈動抑制方法 105
7.3.2 兩步預測延時補償 106
7.4 仿真分析與驗證 109
7.4.1 并網轉換器的模型預測容錯控制仿真 109
7.4.2 電網不平衡下故障容錯控制仿真 112
本章小結 116
參考文獻 116
第8章 三相不平衡治理模型預測控制技術 117
8.1 三相不平衡電能質量治理 117
8.1.1 三相不平衡的概念 118
8.1.2 三相不平衡的影響 118
8.1.3 三相不平衡治理的解決方案 119
8.2 中點鉗位三電平轉換器的原理和電壓矢量分析 119
8.2.1 中點鉗位三電平轉換器的工作原理及特點 119
8.2.2 中點鉗位三電平轉換器空間電壓矢量分析 121
8.3 中點鉗位三電平轉換器模型預測建模與仿真 125
8.3.1 中點鉗位三電平轉換器數學建模 125
8.3.2 并網電感電流模型預測建模 126
8.3.3 分裂電容電壓模型預測建模 127
8.3.4 模型預測控制方法 128
8.3.5 PSCAD(EMTDC)仿真驗證 129
8.4 三相不平衡治理模型預測控制與仿真 132
8.4.1 基于對稱分量法的瞬時功率理論 132
8.4.2 基波正序電壓檢測器 135
8.4.3 三相不平衡補償策略 136
8.4.4 三相三線制系統仿真與驗證 137
8.4.5 三相四線制系統仿真與驗證 140
本章小結 144
參考文獻 145
第9章 電力電子并網轉換器實驗平臺設計與測試 146
9.1 并網轉換器實驗平臺結構 146
9.1.1 硬件系統結構 147
9.1.2 主電路設計 148
9.1.3 控制電路設計 148
9.1.4 軟件設計 150
9.2 并網轉換器性能測試與實驗分析 151
9.2.1 并網轉換器的模型預測控制實驗 151
9.2.2 電網電壓不平衡下的模型預測功率補償控制實驗 153
9.2.3 并網轉換器的模型預測容錯控制實驗 154
本章小結 157
第10章 后 記 158
10.1 主要內容回望 158
10.2 本書的主要特點 159
10.3 研究展望 160
1.1 引 言 1
1.2 電力電子并網轉換系統研究現狀 2
1.2.1 傳統控制技術 2
1.2.2 新型控制技術 4
1.2.3 開關故障與非理想電網下的控制技術 5
本章小結 7
參考文獻 8
第2章 電力電子并網轉換系統結構與模型 10
2.1 并網轉換器結構與數學模型 10
2.1.1 三相靜止坐標系數學模型 10
2.1.2 兩相靜止坐標系數學模型 12
2.1.3 兩相旋轉坐標系數學模型 13
2.2 電力電子并網轉換器功率模型 14
2.2.1 瞬時功率理論 14
2.2.2 旋轉坐標系下的并網轉換器功率預測模型 16
2.2.3 靜止坐標系下的并網轉換器功率預測模型 16
本章小結 17
參考文獻 17
第3章 電力電子并網轉換系統模型預測控制 19
3.1 并網轉換系統前饋解耦控制 19
3.1.1 前饋解耦控制基本原理 19
3.1.2 PI調節器的參數整定 20
3.1.3 SVPWM 技術原理與建模 22
3.2 并網轉換系統模型預測控制 31
3.2.1 模型預測控制基本原理 31
3.2.2 并網轉換系統模型預測電流控制 32
3.2.3 并網轉換系統模型預測功率控制 39
3.3 仿真分析與驗證 41
3.3.1 并網轉換系統前饋解耦控制仿真分析 41
3.3.2 并網轉換器模型預測控制仿真分析 43
本章小結 45
參考文獻 45
第4章 模型預測控制的時滯補償與代價函數優化 47
4.1 模型預測多目標協調控制 47
4.1.1 模型預測多目標協調控制基本原理 47
4.1.2 兩步延時補償 48
4.1.3 降低開關頻率 49
4.1.4 代價函數優化 50
4.2 魯棒性分析 51
4.3 仿真結果及分析 52
4.3.1 延時補償算法仿真 52
4.3.2 降低開關頻率仿真 54
本章小結 56
參考文獻 56
第5章 電網電壓不平衡下并網轉換器模型預測功率補償控制 58
5.1 電網電壓不平衡下傳統正負序分離控制 58
5.1.1 正負序分量數學模型 58
5.1.2 正負序分離及鎖相環 59
5.1.3 正負序分離下的SVPWM 控制 60
5.2 電網電壓不平衡下功率補償建模 60
5.2.1 dq 旋轉坐標下功率建模 61
5.2.2 αβ 靜止坐標系下功率建模 61
5.2.3 消除有功功率脈動功率補償 63
5.2.4 消除無功功率脈動功率補償 63
5.2.5 帶功率補償模型預測功率控制結構與算法 64
5.3 仿真分析與驗證 66
5.3.1 單相跌落下的穩態仿真分析 66
5.3.2 單相跌落下動態仿真分析 69
5.3.3 功率補償前后仿真對比 70
本章小結 71
參考文獻 71
第6章 電力電子并網轉換系統模型預測低電壓穿越控制 73
6.1 電網電壓對稱故障時低電壓穿越控制 73
6.1.1 電網對稱故障時轉換器運行特性分析 73
6.1.2 控制參數整定 74
6.1.3 基于前饋解耦PI控制的低電壓穿越策略 75
6.1.4 基于模型預測功率控制的低電壓穿越策略 78
6.2 仿真分析與驗證 79
6.2.1 LVRT控制投入前后的對比分析 79
6.2.2 不同跌落深度的對比分析 86
6.2.3 模型預測控制與前饋解耦PI控制的對比分析 87
本章小結 88
參考文獻 88
第7章 電力電子并網轉換系統容錯結構與模型預測容錯控制 90
7.1 并網轉換系統非冗余故障容錯結構和運行機理建模 90
7.1.1 并網轉換器非冗余容錯結構 90
7.1.2 FSTP的運行分析 91
7.1.3 FSTP的電流預測模型 93
7.1.4 DAB的工作原理分析 95
7.1.5 直流側中點電壓模型 98
7.2 并網轉換器的模型預測容錯控制 99
7.2.1 功率預測模型與代價函數的選擇 100
7.2.2 模型預測直接功率控制結構與算法 100
7.2.3 DAB直流電壓抑制 102
7.2.4 直流注入控制中點電壓平衡 103
7.3 電網不平衡下故障容錯運行的功率波動與抑制方法 104
7.3.1 功率脈動抑制方法 105
7.3.2 兩步預測延時補償 106
7.4 仿真分析與驗證 109
7.4.1 并網轉換器的模型預測容錯控制仿真 109
7.4.2 電網不平衡下故障容錯控制仿真 112
本章小結 116
參考文獻 116
第8章 三相不平衡治理模型預測控制技術 117
8.1 三相不平衡電能質量治理 117
8.1.1 三相不平衡的概念 118
8.1.2 三相不平衡的影響 118
8.1.3 三相不平衡治理的解決方案 119
8.2 中點鉗位三電平轉換器的原理和電壓矢量分析 119
8.2.1 中點鉗位三電平轉換器的工作原理及特點 119
8.2.2 中點鉗位三電平轉換器空間電壓矢量分析 121
8.3 中點鉗位三電平轉換器模型預測建模與仿真 125
8.3.1 中點鉗位三電平轉換器數學建模 125
8.3.2 并網電感電流模型預測建模 126
8.3.3 分裂電容電壓模型預測建模 127
8.3.4 模型預測控制方法 128
8.3.5 PSCAD(EMTDC)仿真驗證 129
8.4 三相不平衡治理模型預測控制與仿真 132
8.4.1 基于對稱分量法的瞬時功率理論 132
8.4.2 基波正序電壓檢測器 135
8.4.3 三相不平衡補償策略 136
8.4.4 三相三線制系統仿真與驗證 137
8.4.5 三相四線制系統仿真與驗證 140
本章小結 144
參考文獻 145
第9章 電力電子并網轉換器實驗平臺設計與測試 146
9.1 并網轉換器實驗平臺結構 146
9.1.1 硬件系統結構 147
9.1.2 主電路設計 148
9.1.3 控制電路設計 148
9.1.4 軟件設計 150
9.2 并網轉換器性能測試與實驗分析 151
9.2.1 并網轉換器的模型預測控制實驗 151
9.2.2 電網電壓不平衡下的模型預測功率補償控制實驗 153
9.2.3 并網轉換器的模型預測容錯控制實驗 154
本章小結 157
第10章 后 記 158
10.1 主要內容回望 158
10.2 本書的主要特點 159
10.3 研究展望 160
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