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直流配用電系統的小信號穩定性分析及致穩控制/新型電力系統與新型能源體系叢書

  • 作者：陳武//何棒棒//穆涵|責編:羅莉
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111765103
  • 出版日期：2024/11/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：243
人民幣：RMB 99 元      售價：元
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內容大鋼
    本書針對多類型直流配用電系統的小信號建模、穩定分析、致穩控制與穩定設計方法進行詳細介紹，共計10個章節。主要內容安排如下：第1章為緒論，介紹了直流配用電系統小信號穩定性的研究背景，詳細回顧了阻抗分析法的發展歷程，並闡述了多種直流配用電系統穩定提升方法及其優缺點。第2章簡要介紹了直流配用電系統穩定分析相關的控制理論，並詳細推導了典型DC-DC變換器和電壓源換流器在不同控制方式下的小信號模型。第3?8章由簡入深依次針對不同類型的直流配用電系統進行小信號建模與穩定分析，詳細介紹了多種穩定判據及其應用方法，並通過案例分析和實驗進行了可行性與有效性驗證。第9章詳細分析和討論了用於提高級聯直流系統穩定性的虛擬阻抗控制方法及其優缺點，並面向Buck類恆功率負載介紹一種具有功率自適應特點的並聯虛擬阻抗控制策略。第10章介紹了接入弱電網的直流配用電系統和多電壓等級直流配用電系統的阻抗穩定規範，給出了系統內部變換器埠阻抗的穩定邊界條件，用以系統級穩定設計。
作者介紹
陳武//何棒棒//穆涵|責編:羅莉
    陳武，教授，博士生導師，IET Fellow，東南大學先進電能變換技術與裝備研究所所長。長期從事大功率電力電子變換及其應用領域的研究工作。主持國家自然科學基金3項、國家重點研發計劃課題1項。研究成果發表SCI/EI論文100余篇，出版專著5部；已獲授權美國專利8項、中國發明專利50余項。獲國家自然科學基金優秀青年基金資助、江蘇省科學技術一等獎、教育部自然科學一等獎、全國優秀博士學位論文提名獎、中國電力優秀科技工作者獎、中國電源學會優秀青年獎等榮譽與獎勵。
目錄
前言
第1章  緒論
  1.1  研究背景
  1.2  直流配用電系統小信號穩定性研究現狀
    1.2.1  基於狀態空間模型的特徵值分析法
    1.2.2  阻抗分析法
  1.3  直流配用電系統穩定性提升方法研究現狀
    1.3.1  基於無源元件的穩定性提升方法
    1.3.2  基於源側虛擬阻抗控制的穩定性提升方法
    1.3.3  基於負載側虛擬阻抗控制的穩定性提升方法
    1.3.4  基於振蕩抑制設備的穩定性提升方法
  1.4  本書的主要內容
第2章  相關控制理論簡介與電力電子變換器小信號建模
  2.1  相關控制理論的基本概念與頻域穩定判據
    2.1.1  傳遞函數
    2.1.2  控制系統穩定性的概念與穩定判據
    2.1.3  穩定裕度
  2.2  網路理論
    2.2.1  一埠網路及其等效電路
    2.2.2  二埠網路及其參數方程
    2.2.3  多埠網路及其參數方程
  2.3  DC-DC變換器的小信號建模方法
    2.3.1  DC-DC變換器的開環小信號模型
    2.3.2  基於單電壓環控制的DC-DC變換器小信號模型
    2.3.3  基於單電流環控制的DC-DC變換器小信號模型
    2.3.4  基於下垂控制的DC-DC變換器小信號模型
    2.3.5  基於電壓電流雙閉環控制的DC-DC變換器小信號模型
  2.4  電壓源換流器（VSC）的小信號建模方法
    2.4.1  VSC的開環小信號模型
    2.4.2  基於電壓電流雙閉環控制的VSC閉環小信號模型
    2.4.3  基於P-Q控制的VSC閉環小信號模型
  2.5  本章小結
第3章  兩變換器級聯直流系統穩定分析與判據
  3.1  系統建模與穩定性分析
    3.1.1  系統小信號模型
    3.1.2  小信號穩定性分析
  3.2  小信號穩定判據及對比分析
    3.2.1  阻抗比判據
    3.2.2  反阻抗比判據
    3.2.3  阻抗和判據
    3.2.4  導納和判據
    3.2.5  母線阻抗判據與無源判據
    3.2.6  幾類穩定判據的對比分析
  3.3  案例分析與實驗驗證
    3.3.1  系統介紹
    3.3.2  基於阻抗比判據的穩定性分析
    3.3.3  基於反阻抗比判據的穩定性分析
    3.3.4  基於阻抗和判據的穩定性分析
    3.3.5  基於導納和判據的穩定性分析
    3.3.6  基於母線阻抗的穩定性分析

    3.3.7  實驗驗證
  3.4  本章小結
第4章  多變換器單母線直流配用電系統穩定分析與判據
  4.1  系統建模與穩定性分析
    4.1.1  系統統一形式與小信號模型
    4.1.2  小信號穩定性分析
  4.2  小信號穩定判據及對比分析
    4.2.1  子系統阻抗比判據
    4.2.2  全局導納判據
    4.2.3  母線阻抗判據
    4.2.4  無右半平面極點型判據
  4.3  案例分析與實驗驗證
    4.3.1  案例1：單電壓源多負載系統
    4.3.2  案例2：基於下垂控制的多電壓源直流配用電系統
  4.4  本章小結
第5章  分散式直流配用電系統穩定分析與判據
  5.1  系統建模與小信號穩定性分析
  5.2  基於阻抗行列式的穩定判據
    5.2.1  阻抗行列式判據
    5.2.2  與其他行列式判據的對比分析
    5.2.3  阻抗行列式判據與無右半平面極點型判據的相關性
  5.3  基於母線節點阻抗的穩定判據
    5.3.1  母線節點阻抗判據
    5.3.2  母線節點阻抗判據與母線阻抗判據的相關性
    5.3.3  母線節點阻抗判據與阻抗行列式判據的簡單比較
  5.4  案例分析與實驗驗證
    5.4.1  系統介紹
    5.4.2  基於阻抗行列式判據的穩定性分析
    5.4.3  基於母線節點阻抗判據的穩定性分析
    5.4.4  實驗驗證
  5.5  本章小結
第6章  接入弱電網的直流配用電系統穩定分析與判據
  6.1  系統建模
  6.2  穩定性分析與基於等效環路增益的穩定判據
  6.3  基於子系統的穩定判據
    6.3.1  基於交流側子系統迴路比矩陣的穩定判據
    6.3.2  基於直流側子系統阻抗比的穩定判據
    6.3.3  四種穩定判據的對比分析
  6.4  案例分析與實驗驗證
    6.4.1  系統介紹
    6.4.2  基於等效環路增益的穩定性分析
    6.4.3  基於子系統的穩定性分析
    6.4.4  實驗驗證
  6.5  本章小結
第7章  兩電壓等級直流配用電系統穩定分析與判據
  7.1  三級級聯直流系統
    7.1.1  系統建模
    7.1.2  小信號穩定性分析與穩定判據
    7.1.3  子系統穩定性與系統全局穩定性的關係
  7.2  兩電壓等級直流配用電系統

    7.2.1  系統建模
    7.2.2  穩定性分析
    7.2.3  基於等效環路增益的穩定判據
    7.2.4  基於子系統阻抗比的穩定判據
    7.2.5  基於母線阻抗的穩定判據
  7.3  案例分析與實驗驗證
    7.3.1  案例1：三級級聯直流系統
    7.3.2  案例2：直流變壓器採用輸出電流控制的兩電壓等級直流配用電系統
  7.4  本章小結
第8章  多電壓等級直流配用電系統穩定分析與判據
  8.1  級聯型多電壓等級直流配用電系統
    8.1.1  系統建模
    8.1.2  系統小信號穩定性分析方法
  8.2  並聯型多電壓等級直流配用電系統
    8.2.1  系統建模
    8.2.2  系統小信號穩定性分析方法
  8.3  案例分析與實驗驗證
    8.3.1  系統介紹
    8.3.2  系統穩定性分析
    8.3.3  實驗驗證
  8.4  本章小結
第9章  用於提高級聯直流系統穩定性的虛擬阻抗控制策略
  9.1  級聯直流系統不穩定問題與阻抗重塑思路
    9.1.1  級聯直流系統阻抗特性與失穩機理
    9.1.2  阻抗重塑基本思路
  9.2  四種提高級聯直流系統穩定性的虛擬阻抗控制策略
    9.2.1  源側串聯虛擬阻抗控制策略
    9.2.2  源側並聯虛擬阻抗控制策略
    9.2.3  負載側串聯虛擬阻抗控制策略
    9.2.4  負載側並聯虛擬阻抗控制策略
  9.3  面向Buck類恆功率負載的功率自適應並聯虛擬阻抗控制策略
    9.3.1  Buck類恆功率負載的傳遞函數與輸入阻抗特性
    9.3.2  自適應並聯虛擬阻抗設計
    9.3.3  控制器設計與簡化
    9.3.4  控制器的數字實現
  9.4  案例分析與實驗驗證
    9.4.1  系統介紹
    9.4.2  系統穩定性與動態特性分析
    9.4.3  實驗驗證
  9.5  本章小結
第10章  直流配用電系統阻抗穩定規範
  10.1  多類型負載的幅相頻率特性
  10.2  接入弱電網的直流配用電系統阻抗穩定規範
    10.2.1  系統穩定的充分非必要條件
    10.2.2  AC-DC變換器的交流側導納穩定邊界條件
    10.2.3  直流側阻抗穩定邊界條件
  10.3  多電壓等級直流配用電系統阻抗穩定規範
    10.3.1  系統穩定的充分非必要條件
    10.3.2  直流變壓器輸出阻抗的穩定邊界條件
    10.3.3  電壓源輸出阻抗的穩定邊界條件

  10.4  案例分析與實驗驗證
    10.4.1  案例1：接入弱電網的直流配用電系統阻抗穩定設計
    10.4.2  案例2：多電壓等級直流配用電系統阻抗穩定設計
  10.5  本章小結
附錄A  必要的數學證明與計算
參考文獻

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