微電網(wǎng)建模與控制基礎(chǔ) 第2版 馬柯
定 價:65 元
本書重點聚焦電力電子變流器及其所構(gòu)成微電網(wǎng)系統(tǒng)的建模及控制基礎(chǔ)理論;同時精心設(shè)計了由淺入深、貼合實際的多個仿真任務(wù),力求使讀者能充分理解典型微電網(wǎng)系統(tǒng)的運行原理,并能深刻體會其技術(shù)優(yōu)勢及不足。 本書系統(tǒng)介紹了微電網(wǎng)中常見變流器的等效建模和分析設(shè)計方法,以及多變流器之間的協(xié)調(diào)原理和控制策略,共分9章:緒論、微電網(wǎng)中的變流器、電流控制型DCAC變流器、電壓控制型DCAC變流器、微電網(wǎng)主從控制、微電網(wǎng)下垂控制、微電網(wǎng)二次控制、直流微電網(wǎng)及綜合應(yīng)用實例。每章后為應(yīng)用仿真實踐。 本書適合電氣工程及其自動化專業(yè)人員參考,也能夠為新能源發(fā)電、微電網(wǎng)領(lǐng)域的研究生及工程技術(shù)人員提供幫助。
?聚焦電力電子變流器及其所構(gòu)成微電網(wǎng)系統(tǒng)的建模及控制基礎(chǔ)理論,重點講解微電網(wǎng)中常見變流器的等效建模和分析設(shè)計方法,以及多變流器之間的協(xié)調(diào)原理和控制策略;并結(jié)合作者多年科研實踐凝練而成。?由淺入深精心設(shè)計貼合實際的多個仿真任務(wù),力求使讀者能充分理解典型微電網(wǎng)系統(tǒng)的運行原理,并能深刻體會其技術(shù)優(yōu)勢及缺陷。?可以作為高等院校電氣工程及其自動化專業(yè)的本科生教材,也能夠為新能源并網(wǎng)發(fā)電、微電網(wǎng)領(lǐng)域的研究生或相關(guān)工程技術(shù)人員提供參考。
第2版前言本書自2023年首次出版以來,得到了讀者的廣泛好評,并且入選了十四五時期國家重點出版物出版專項規(guī)劃項目(中國能源革命與先進技術(shù)叢書)。首版印刷1000冊很快售罄,反映出業(yè)界對微電網(wǎng)領(lǐng)域基礎(chǔ)教材的迫切需求。經(jīng)過一年的實踐和反饋,編者認為本書仍存在若干問題有待改進:首先,部分章節(jié)邏輯較為跳躍,缺少必要的推導(dǎo)過程和分析案例,增加了初學(xué)者的閱讀難度;其次,變流器建模與控制的基礎(chǔ)理論體系尚不完善,部分微電網(wǎng)常見電路及其限幅、鎖相等控制細節(jié)有所遺漏,特別是直流變流器的建模流程過于簡略;最后,理論仿真實踐環(huán)節(jié)的聯(lián)系還不夠緊密,缺少對于仿真軟件和實際工程的介紹! 為進一步提升本書的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和實用性,編者對第1版內(nèi)容進行了深入審視和細致修訂,第2版的主要改進如下: 第1章:緒論部分,結(jié)合丹麥伯恩霍姆島項目、額濟納旗源網(wǎng)荷儲項目等具體工程實例,豐富了國內(nèi)外微電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)現(xiàn)狀;新增了對PSCAD、PLECS等微電網(wǎng)領(lǐng)域常用仿真軟件的介紹和對比。 第2~4章:單變流器部分,新增了固態(tài)變壓器拓撲的內(nèi)容;針對變流器實際應(yīng)用中常見的限幅器和鎖相環(huán),補充了相關(guān)的實現(xiàn)方法及數(shù)學(xué)模型;針對LC及LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計方法,給出了數(shù)值計算案例。 第5~7章:多變流器部分,調(diào)整了主從控制的理論介紹順序:首先介紹了三相系統(tǒng)的瞬時功率計算理論,進而延伸到單變流器的功率控制方法,最終實現(xiàn)多變流器的協(xié)調(diào)控制,循序漸進、由淺入深。 第8章:直流微電網(wǎng)部分,新增了常見非隔離型DCDC變流器的介紹,增補了直流電路小信號建模方法,并提供了詳細推導(dǎo)過程。 第9章:綜合應(yīng)用實例部分,新增了上海交通大學(xué)已建成的微電網(wǎng)系統(tǒng)介紹,簡述了風力、光伏、儲能及電動汽車充電樁的協(xié)調(diào)運行策略;新增了編者自研的微電網(wǎng)實驗教學(xué)平臺介紹,并探討了基于該平臺開展微電網(wǎng)控制的實驗教學(xué)方案。 新增附錄:介紹了PLECS仿真軟件的使用技巧,從創(chuàng)建模型到仿真參數(shù)配置,再到虛擬示波器使用,旨在幫助讀者快速建立微電網(wǎng)系統(tǒng)的仿真分析能力。 整書編排方面,對一些章節(jié)進行了拆分、合并與重命名;修正了少量用語錯誤,重寫了部分晦澀難懂的段落;修正了少量公式指代錯誤,明確了部分定義不清的變量;規(guī)范了坐標軸單位的使用,對于時間尺度選取不合理、理論支撐力度不足的作圖進行了重制。本書第2版由上海交通大學(xué)馬柯教授主編,唐為禹、夏世豪、梁克靖、許少倫、王嘉石深度參與了修訂與編寫工作。受限于編者水平,本次修訂難免有疏漏和不妥之處,懇請讀者批評指正。編者2024年8月于上海交通大學(xué)
馬柯,上海交通大學(xué)教授,電力傳輸與功率變換控制重點實驗室副主任。入選國家高層次海外人才青年項目,愛思唯爾中國高被引學(xué)者,F(xiàn)擔任三本IEEE Transaction期刊副主編、編委、客座主編,兩個IEEE 專業(yè)委員會主席、副主席,中國電工技術(shù)學(xué)會新能源發(fā)電設(shè)備專委會秘書長,中國電源學(xué)會青工委、培訓(xùn)教育工委副主任委員。 獲歐洲風能學(xué)會 優(yōu)秀青年風能博士獎,中國電源學(xué)會優(yōu)秀青年獎,臺達電力電子科教計劃中達青年學(xué)者,中國電機工程學(xué)會電力優(yōu)秀青年科技人才獎。
第2版前言第1版前言第1章緒論1.1微電網(wǎng)技術(shù)的提出背景1.1.1分布式電網(wǎng)結(jié)構(gòu)1.1.2微電網(wǎng)的概念及意義1.1.3微電網(wǎng)的構(gòu)成要素及分類1.2國內(nèi)外微電網(wǎng)發(fā)展概況1.2.1國外早期微電網(wǎng)工程1.2.2國內(nèi)微電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀1.3微電網(wǎng)控制系統(tǒng)概述1.3.1變流器本地控制1.3.2微電網(wǎng)內(nèi)部控制1.3.3上層系統(tǒng)交互控制1.4常見微電網(wǎng)仿真軟件參考文獻第2章微電網(wǎng)中的變流器2.1微電網(wǎng)中常見的電力電子變流器拓撲2.1.1不同輸入輸出電壓類型的變流器2.1.2不同輸出電平數(shù)的變流器2.2微電網(wǎng)中的DCAC功率變換2.2.1單相DCAC功率變換2.2.2三相DCAC功率變換2.2.3電流控制型及電壓控制型DCAC功率變換2.3DCAC變流器的脈沖寬度調(diào)制2.3.1變流器PWM環(huán)節(jié)及半橋電路的數(shù)學(xué)建模2.3.2變流器空間矢量調(diào)制及等效2.4三相交流系統(tǒng)坐標變換2.4.1從abc坐標系到0坐標系2.4.2從0坐標系到dq0坐標系2.4.3三相交流系統(tǒng)坐標變換案例2.5仿真任務(wù):三相DCAC變流器電壓開環(huán)控制參考文獻第3章電流控制型DCAC變流器3.1電流濾波器的設(shè)計及建模3.1.1電感濾波器的紋波計算3.1.2電感濾波器的dq0坐標系建模3.2電流型DCAC變流器的控制理論3.2.1電流控制系統(tǒng)架構(gòu)3.2.2鎖相環(huán)3.2.3電流控制器3.2.4控制參數(shù)設(shè)計3.3高階電流濾波器3.3.1LCL濾波器的頻域特性3.3.2LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計:傳統(tǒng)方法3.3.3LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計:基于最優(yōu)阻尼比的改進方法3.3.4基于阻尼比的LCL濾波器參數(shù)設(shè)計案例3.4仿真任務(wù):電流控制型并網(wǎng)變流器設(shè)計參考文獻第4章電壓控制型DCAC變流器4.1電壓濾波器及變流器的設(shè)計及建模4.1.1LC濾波器的參數(shù)設(shè)計方法:無功容量最小化方法4.1.2LC濾波器的參數(shù)設(shè)計案例4.1.3帶LC濾波器DCAC變流器的dq0坐標系建模4.2電壓型DCAC變流器的控制理論4.2.1電壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計4.2.2電壓控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計4.3仿真任務(wù):電壓控制型變流器設(shè)計參考文獻第5章微電網(wǎng)主從控制5.1三相交流系統(tǒng)的瞬時功率計算5.2單變流器的恒功率控制5.2.1基于電壓定向的PQ開環(huán)控制5.2.2基于電壓定向的PQ閉環(huán)控制5.2.3直接功率控制5.3多變流器的主從控制5.3.1基于負載電流的主從控制5.3.2基于主微源輸出電流的主從控制5.4仿真任務(wù):多變流器的主從控制器設(shè)計參考文獻第6章微電網(wǎng)下垂控制6.1交流線路的功率傳輸6.1.1線路簡化與電流推導(dǎo)6.1.2不同電壓等級下線路特性6.2感性線路下垂控制原理及下垂曲線6.2.1頻率有功下垂方程的推導(dǎo)6.2.2電壓無功下垂方程的推導(dǎo)6.2.3下垂特性系數(shù)的選取6.2.4變流器下垂控制實現(xiàn)方法6.3感性線路下垂控制的功率分配特性6.3.1下垂控制有功功率自主分配機制6.3.2下垂控制無功功率自主分配機制6.4阻性線路的下垂控制6.4.1阻性線路的下垂控制原理6.4.2阻性線路的下垂控制功率分配特性6.5仿真任務(wù):多電壓控制型變流器的下垂控制設(shè)計參考文獻第7章微電網(wǎng)二次控制7.1微電網(wǎng)分層控制策略7.1.1分層控制策略概述7.1.2二次控制的目標與分類7.2用于電壓幅值和頻率校正的集中式二次控制7.2.1下垂控制中的電壓幅值和頻率偏差問題7.2.2電壓幅值和頻率校正的集中式二次控制結(jié)構(gòu)7.3用于無功功率分配補償?shù)募惺蕉慰刂?br />7.3.1下垂控制中的無功功率分配問題7.3.2無功分配的集中式二次控制結(jié)構(gòu)7.4分布式二次控制7.4.1分布式二次控制概述7.4.2復(fù)雜通信系統(tǒng)下的分布式二次控制7.4.3簡化通信系統(tǒng)下的分布式二次控制7.5仿真任務(wù):多電壓控制型變流器的二次控制設(shè)計參考文獻第8章直流微電網(wǎng)8.1直流微電網(wǎng)簡介8.2直流微電網(wǎng)中的常見變流器及其控制8.2.1非隔離型DCDC變流器8.2.2DCDC與DCAC變流器建模的區(qū)別8.2.3隔離型DCDC變流器8.3直流微電網(wǎng)運行及控制8.3.1直流微電網(wǎng)控制架構(gòu)8.3.2直流下垂控制8.3.3直流二次控制8.4仿真任務(wù):雙有源全橋DCDC變流器的設(shè)計參考文獻第9章綜合應(yīng)用實例9.1上海交通大學(xué)微電網(wǎng)應(yīng)用實例9.1.1微電網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)9.1.2風力發(fā)電系統(tǒng)9.1.3光伏發(fā)電系統(tǒng)9.1.4儲能系統(tǒng)9.1.5汽車充電系統(tǒng)9.2微電網(wǎng)綜合案例設(shè)計9.2.1案例設(shè)計要求9.2.2參考設(shè)計步驟9.3微電網(wǎng)控制實驗教學(xué)平臺9.3.1硬件拓撲9.3.2控制系統(tǒng)9.3.3上位機9.3.4實驗案例附錄PLECS仿真軟件使用方法