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電力電子變換系統建模與控制/電氣精品教材叢書/中國能源革命與先進技術叢書

  • 作者：編者:陳燕東|責編:李小平//張麗
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111804307
  • 出版日期：2026/05/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：352
人民幣：RMB 78 元      售價：元
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內容大鋼
    本書是在電力電子變換器建模與控制基礎理論知識的基礎上，根據作者多年從事電力電子技術教學和科研工作的經驗及成果重新梳理而編寫的。本書系統闡述了電力電子變換系統建模與控制的基本理論和典型方法，充分考量研究生的學習特點，深入淺出地講解各種電力電子變換器的結構參數設計、穩定控制策略、建模分析方法，使學生實現從理論到實例推演順利過渡，為後續深入學習和研究打下基礎。
    全書共分10章，包括緒論、電力電子變換器的典型控制方法、電力電子變換器的建模方法、電力電子變換系統的穩定性判據、DC／DC變換器建模與控制、單相PWM變流器的建模與控制、三相PWM變流器功率解耦及不平衡控制、多變換器幵聯繫統建模及穩定控制方法、多功率模塊串聯繫統建模及穩定控制方法、典型大功率電能變換應用案例。
    本書可作為高等院校電氣工程及其他相關專業的研究生教材，也可供從事電力電子技術和相關研究的工程技術人員參考使用。
作者介紹
編者:陳燕東|責編:李小平//張麗
    陳燕東，工學博士，教授、博士生導師導師，長江學者特聘教授，現任湖南工程學院副校長、湖南大學國家電能變換與控制工程技術研究中心副主任。陳教授于2003年、2006年和2014年先後在湖南大學獲得學士、碩士和博士學位，期間在湖南紫光測控有限公司任工程師一年，在長沙理工大學任助教、講師三年，博士畢業后留校任教，2017年被評為副教授，2019年被評為教授，曾任湖南大學研究生院副院長、國家卓越工程師學院常務副院長。陳教授長期從事大功率電能變換與控制領域教學與科研工作，主持國家重點研發計劃課題2項、國家自然科學基金聯合基金重點項目1項和面上項目2項、湖南省自然科學基金重點項目等課題30余項。獲授權發明專利100余項，發表SCI/EI收錄論文170余篇，以第一完成人獲湖南省科技進步一等獎、機械工業科技進步一等獎、湖南省教學成果獎一等獎、中國專利優秀獎各1項，獲國家科學技術進步獎創新團隊（排名3）、國家科技進步二等獎（排名3）、國家技術發明二等獎（排名4）、中國專利金獎（排名2）等。陳教授是「中達學者」、中國青年科技獎、國家萬人計劃青年拔尖人才、中國電源學會科學技術獎青年科技突破獎等獲得者，兼任IEEE高級會員、中國電機工程學會理事、電能高效高質轉化全國重點實驗室學術委員會委員、中國電源學會信息系統供電技術專委會副主任委員，PCMP、CJEE、《電源學報》等期刊編委。
目錄
序
前言
第1篇（基礎篇）：典型控制策略-基礎建模方法-經典穩定性判據三維鞏固基礎
  第1章  緒論
    1.1  電力電子變換系統的功能和目標
    1.2  電力電子變換系統的應用
    1.3  電力電子變換系統的建模與控制需求分析
    1.4  本書內容的涉及範圍和結構
    探索與思考
  第2章  電力電子變換器的典型控制方法
    2.1  系統控制的任務與要求
      2.1.1  系統控制的任務
      2.1.2  系統控制的要求
      2.1.3  反饋控制系統的典型結構
    2.2  比例積分微分控制
      2.2.1  PID控制簡介
      2.2.2  PID控制原理
      2.2.3  PID控制參數選取
      2.2.4  模擬案例——三相VSR電流環PI控制器
    2.3  准比例諧振控制
      2.3.1  QPR控制簡介
      2.3.2  QPR控制原理
      2.3.3  QPR控制參數設計
      2.3.4  模擬案例——併網逆變器輸出電流反饋的QPR控制
      2.3.5  dq坐標系下PI控制與靜止坐標系下PR控制的等效性驗證
    2.4  無差拍控制
      2.4.1  無差拍控制原理
      2.4.2  模擬案例——PWM整流器的電流無差拍控制
    2.5  重複控制
      2.5.1  重複控制原理
      2.5.2  模擬案例——三相有源濾波器的重複控制
    2.6  滯環控制
      2.6.1  滯環控制原理
      2.6.2  模擬案例——併網逆變器的滯環控制
    2.7  滑模控制
      2.7.1  滑模控制原理
      2.7.2  模擬案例——離網型分散式發電系統的滑模控制
    2.8  本章小結
    探索與思考
    參考文獻
  第3章  電力電子變換器的建模方法
    3.1  電力電子變換器的時域建模方法
      3.1.1  開關模型
      3.1.2  採樣數據模型
      3.1.3  平均模型
      3.1.4  大信號和小信號模型
    3.2  電力電子變換器的頻域建模方法
      3.2.1  基於傳遞函數的頻域建模方法
      3.2.2  基於序阻抗的頻域建模方法
      3.2.3  基於dq坐標系的頻域阻抗建模方法

      3.2.4  基於旋轉極坐標系的相域阻抗建模方法
    3.3  本章小結
    探索與思考
    參考文獻
  第4章  電力電子變換系統的穩定性判據
    4.1  系統的穩定性與穩定條件
    4.2  奈奎斯特判據在電力電子變換器系統中的應用
      4.2.1  奈奎斯特穩定判據的基本原理
      4.2.2  奈奎斯特穩定判據在電力電子變換器系統中應用的步驟
      4.2.3  廣義奈奎斯特穩定判據
      4.2.4  廣義奈奎斯特穩定判據在電力電子變換器系統中應用的步驟
      4.2.5  案例分析Ⅰ：傳統併網逆變器接入弱電網的穩定性分析
    4.3  伯德圖在電力電子變換器系統中的應用
      4.3.1  相位裕度與幅值裕度
      4.3.2  伯德圖與奈奎斯特判據的聯繫
      4.3.3  伯德圖在電力電子變換器系統中應用的步驟
      4.3.4  案例分析Ⅱ：弱電網下VSG與傳統併網逆變器穩定性比較分析
    4.4  根軌跡法在電力電子變換器系統中的應用
      4.4.1  根軌跡
      4.4.2  廣義根軌跡
      4.4.3  根軌跡法在電力電子變換器系統中應用的步驟
      4.4.4  案例分析Ⅲ：離網逆變器的穩定性分析
    4.5  本章小結
    探索與思考
    參考文獻
第2篇（提高篇）：DC/DC變換器、單相PWM變換器、三相PWM變換器，面向不同場景需求的拓撲結構、控制設計、建模方法應用
  第5章  DC/DC變換器建模與控制
    5.1  光伏發電Boost變換器建模及控制
      5.1.1  光伏發電輸出特性曲線及MPPT控制
      5.1.2  CCM模式Boost變換器開關模型與分析
      5.1.3  DCM模式Boost變換器開關模型與分析
    5.2  儲能Buck-Boost變換器建模與控制
      5.2.1  儲能Buck-Boost變換器工作原理
      5.2.2  混合儲能Buck-Boost變換器建模
      5.2.3  混合儲能Buck-Boost變換器功率分頻控制
    5.3  雙有源全橋DC/DC變換器建模與控制
      5.3.1  基本工作原理
      5.3.2  多種移相控制下工作模態分析
      5.3.3  變換器開關模型
    5.4  本章小結
    探索與思考
    參考文獻
  第6章  單相PWM變換器的建模與控制
    6.1  單相PWM整流器建模與控制
      6.1.1  單相PWM整流器拓撲結構與工作原理
      6.1.2  單相PWM整流器建模
      6.1.3  單相PWM整流器控制方法
    6.2  單相PWM逆變器建模與控制
      6.2.1  單相PWM逆變器拓撲結構與工作原理
      6.2.2  單相PWM逆變器建模

      6.2.3  單相PWM逆變器控制方法
    6.3  本章小結
    探索與思考
    參考文獻
  第7章  三相PWM變換器功率解耦及不平衡控制
    7.1  三相變換器存在的問題
      7.1.1  三相變換器與單相變換器的差異與聯繫
      7.1.2  功率耦合問題
      7.1.3  三相不對稱問題
    7.2  三相變換器的功率解耦控制
      7.2.1  系統功率耦合產生的機理
      7.2.2  三相變換器的電流環解耦控制及參數設計
      7.2.3  三相變換器的電壓環解耦控制及參數設計
      7.2.4  模擬案例
    7.3  三相變換器的不平衡控制
      7.3.1  不平衡控制時的基本問題
      7.3.2  負序迴路控制方法
      7.3.3  不平衡控制方法
      7.3.4  模擬案例
    7.4  本章小結
    探索與思考
    參考文獻
第3篇（加強篇）：多機並聯繫統、多模塊串聯繫統的建模與穩定控制方法
  第8章  多變換器並聯繫統建模及穩定控制方法
    8.1  多逆變器並聯繫統環流與振蕩問題及產生機理
      8.1.1  環流問題與產生機理
      8.1.2  低頻功率振蕩問題與產生機理
      8.1.3  多逆變器並聯繫統諧振問題與產生機理
    8.2  多逆變器並聯繫統寬頻域阻抗模型
      8.2.1  多台電壓控制型逆變器並聯基波/諧波域聚合等效模型
      8.2.2  多台電流控制型逆變器並聯寬頻帶聚合等效模型
      8.2.3  多虛擬同步機並聯dq阻抗模型
    8.3  多逆變器並聯繫統均流控制方法
      8.3.1  多逆變器並聯繫統基波環流抑制方法
      8.3.2  多逆變器並聯繫統諧波環流抑制方法
    8.4  多逆變器並聯繫統低頻功率振蕩抑制方法
      8.4.1  基於虛擬同步機並聯繫統的低頻功率振蕩抑制方法
      8.4.2  基於暫態虛擬功率反饋的低頻功率振蕩抑制方法
    8.5  多逆變器並聯繫統高頻振蕩抑制方法
      8.5.1  單機局部阻抗重構高頻振蕩抑制方法
      8.5.2  多機並聯繫統高頻振蕩全局抑制方法
    8.6  本章小結
    探索與思考
    參考文獻
  第9章  多功率模塊串聯繫統建模及穩定控制方法
    9.1  多功率模塊串聯繫統電壓不平衡與相間環流問題及產生機理
      9.1.1  多功率模塊串聯繫統典型拓撲
      9.1.2  多功率模塊串聯繫統電壓波動與產生機理
      9.1.3  多功率模塊串聯繫統相間環流與產生機理
    9.2  多功率模塊串聯繫統的相間環流與電壓平衡控制

      9.2.1  多功率模塊串聯繫統的相間環流抑制方法
      9.2.2  多功率模塊串聯繫統的相間電壓平衡控制方法
      9.2.3  多功率模塊串聯繫統的相內電壓平衡控制方法
    9.3  多功率模塊串聯繫統的小信號阻抗建模
      9.3.1  多功率模塊串聯繫統的小信號諧波模型
      9.3.2  多功率模塊串聯繫統的交流側阻抗模型
    9.4  多功率模塊串聯繫統的穩定性分析及增強方法
      9.4.1  多功率模塊串聯繫統的內部穩定性分析與振蕩抑制方法
      9.4.2  多功率模塊串聯繫統的交流側穩定性分析與振蕩抑制方法
    9.5  案例分析Ⅰ：35kV/1MVA高壓阻抗測量裝置
      9.5.13  5kV/1MVA高壓阻抗測量裝置的基本原理
      9.5.23  5kV/1MVA高壓阻抗測量裝置的拓撲結構
      9.5.33  5kV/1MVA高壓阻抗測量裝置的控制策略
      9.5.43  5kV/1MVA高壓阻抗測量裝置的模擬分析
    9.6  案例分析Ⅱ：3kV/50kVA MMC型數字功率放大器
      9.6.13  kV/50kVA MMC型數字功率放大器的拓撲結構
      9.6.23  kV/50kVA MMC型數字功率放大器的功率電路設計
      9.6.33  kV/50kVA MMC型數字功率放大器控制系統實現
      9.6.43  kV/50kVA MMC型數字功率放大器的實驗結果分析
    9.7  本章小結
    探索與思考
    參考文獻
第4篇（應用篇）：領域代表性的創新應用案例
  第10章  典型大功率電能變換應用案例
    10.1  大功率UPS
      10.1.1  系統功率變換結構與工作模態
      10.1.2  UPS掉電故障切換控制
      10.1.3  系統頻域建模與穩定性分析
    10.2  面向微波應用的諧振式高壓直流變換器
      10.2.1  面向微波應用的諧振式高壓直流變換器拓撲結構
      10.2.2  變頻移相混合控制下變換器歸一化時域模型
      10.2.3  基於控制軌跡的變頻移相混合控制方法
      10.2.4  變頻移相混合控制策略驗證
    10.3  功率自平衡型海底中壓直流變換器拓撲與模型
      10.3.1  功率自平衡型直流變換器拓撲結構
      10.3.2  功率自平衡型直流變換器工作原理
      10.3.3  海底功率自平衡型直流變換器穩態特性分析
      10.3.4  海底功率自平衡型直流變換器軟開關特性
      10.3.5  實驗驗證
    10.4  直驅風電場接入弱電網的寬頻帶振蕩抑制方法
      10.4.1  直驅風電場的頻率耦合導納聚合建模及其接入弱電網的寬頻帶振蕩機理分析
      10.4.2  雙軸電壓前饋的弱電網下直驅風電場寬頻帶振蕩抑制方法
    10.5  本章小結
    探索與思考
    參考文獻

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