光伏与风力发电系统并网变换器

　　目录
　　译者序
　　原书序
　　原书作者简介
　　第1章绪论1
　　11风力发电的进展1
　　12光伏发电的进展3
　　13并网变换器——风力发电和光伏发电系统并网的关键要素4
　　参考文献4
　　第2章光伏逆变器结构5
　　21简介5
　　22由H桥拓扑派生出的逆变器结构7
　　221基本全桥逆变器7
　　222H5逆变器（SMA）10
　　223HERIC逆变器（Sunways）12
　　224REFU逆变器14
　　225带有直流旁路的全桥逆变器——FBDCBP(Ingeteam）16
　　226全桥零电压整流器——FBZVR18
　　227派生自H桥的拓扑小结20
　　23由NPC拓扑派生出的逆变器结构20
　　231中点钳位型（NPC）半桥逆变器20
　　232Conergy NPC逆变器22
　　233派生自NPC的逆变器拓扑小结24
　　24典型光伏逆变器结构24
　　241带有高频变压器的H桥升压型光伏逆变器24
　　242带有低频变压器的升压型逆变器24
　　25三相光伏逆变器25
　　26控制结构56
　　27结论及未来趋势展望27
　　参考文献28
　　第3章光伏并网标准30
　　31简介
　　32国际标准30
　　321IEEE 1547分布式发电并网标准30
　　322IEC 61727电力设备接口特性30
　　323VDE 012611安全31
　　324IEC 61000电磁兼容性（EMC低频）32
　　325EN 50160公共配电系统电压质量32
　　33电网异常状态时的响应特性33
　　331电压偏差34
　　332频率偏差34
　　333恢复并网34
　　34电能质量34
　　341直流电流注入35
　　342电流谐波35
　　343平均功率因数36
　　35反孤岛的要求36
　　351IEEE 1547/UL 1741对反孤岛的定义37
　　352IEC 62116对反孤岛的定义38
　　353VDE 012611对反孤岛的定义38
　　36小结39
　　参考文献39
　　第4章单相功率变换器的电网同步41
　　41简介41
　　42单相系统的电网同步技术42
　　421采用傅里叶分析的电网同步42
　　422采用锁相环的电网同步48
　　43基于正交信号的相角检测方法54
　　44一些基于正交信号发生器的PLL58
　　441基于T/4传输延时的PLL58
　　442基于Hilbert变换的PLL58
　　443基于反Park变换的PLL59
　　45一些基于自适应滤波器的PLL63
　　451改进型PLL64
　　4522阶自适应滤波器65
　　4532阶广义积分器67
　　454基于2阶广义积分器的PLL71
　　462阶广义积分器锁频环73
　　4612阶广义积分器锁频环的分析75
　　47小结81
　　参考文献81
　　第5章孤岛检测84
　　51简介84
　　52检测盲区85
　　53孤岛检测方法概述86
　　54被动式孤岛检测方法88
　　541过/欠频率和过/欠电压检测法88
　　542相角跳变检测法（PJD）89
　　543谐波检测法（HD）89
　　544被动式检测法比较93
　　55主动式孤岛检测方法93
　　551频率漂移法94
　　552电压漂移法99
　　553电网阻抗估算法100
　　554基于锁相环的孤岛检测法103
　　555主动式孤岛检测法比较108
　　56小结110
　　参考文献110
　　第6章风力发电系统并网变换器结构112
　　61简介112
　　62风力发电系统结构113
　　63并网变换器拓扑116
　　631单单元变换器（VSC或CSC）117
　　632多单元变换器（交错式或级联式）121
　　64风力发电系统控制123
　　641发电机侧控制124
　　642风力发电系统并网控制127
　　65小结129
　　参考文献129
　　第7章风机系统的并网要求131
　　71简介131
　　72并网标准的演变132
　　721丹麦134
　　722德国134
　　723西班牙135
　　724英国135
　　725爱尔兰136
　　726美国136
　　727中国136
　　728小结136
　　73正常工作情况下的频率和电压偏移137
　　74正常工作情况下的有功功率控制138
　　741功率限制输出138
　　742频率控制140
　　75正常工作情况下的无功功率控制141
　　751德国141
　　752西班牙143
　　753丹麦143
　　754英国143
　　755爱尔兰143
　　756美国144
　　76电网扰动下的运行状况144
　　761德国144
　　762西班牙146
　　763美国西部电力协调委员会149
　　77并网规范中有关谐波的探讨150
　　78未来趋势150
　　781本地电压控制151
　　782惯性模拟（IE）151
　　783功率振荡阻尼（POD）151
　　79小结151
　　参考文献152
　　第8章三相功率变换器的电网同步153
　　81简介153
　　82电网故障情况下的三相电压矢量154
　　821电网故障情况下的不对称电网电压158
　　822瞬时电网故障、电压跌落160
　　823电压跌落的派生162
　　83不对称及畸变电网条件下的同步参考坐标系锁相环165
　　84解耦双同步参考坐标系锁相环（DDSRFPLL）169
　　841双同步参考坐标系169
　　842解耦网络170
　　843解耦双同步参考坐标系的分析171
　　844解耦双同步参考坐标系锁相环的结构和响应174
　　85双2阶广义积分器锁频环（DSOGIFLL）177
　　851双2阶广义积分器的结构178
　　852双2阶广义积分器与解耦双同步参考坐标系的关系178
　　853对应于双2阶广义积分器的锁频环180
　　854双2阶广义积分器锁频环的响应181
　　86小结183
　　参考文献183
　　第9章风力发电系统并网变换器控制185
　　91简介185
　　92变换器的模型186
　　921L滤波器逆变器的数学模型186
　　922LCL滤波器逆变器的数学模型189
　　93交流电压和直流电压控制190
　　931直流母线电压控制190
　　932通过交流电流控制实现的直流母线电压级联控制192
　　933PI控制器的调节194
　　934基于PI的电压控制设计实例196
　　94电压定向控制和直接功率控制198
　　941同步坐标系电压定向控制：PQ开环控制199
　　942同步坐标系电压定向控制：PQ闭环控制200
　　943静止坐标系电压定向控制：PQ开环控制200
　　944静止坐标系电压定向控制：PQ闭环控制202
　　945基于虚拟磁通的控制202
　　946直接功率控制203
　　95离网、微电网、下垂控制和电网支撑206
　　951无负载分配的并网/离网运行206
　　952带可控储能装置的微电网运行208
　　953下垂控制209
　　96小结211
　　参考文献212
　　第10章电网故障情况下的并网变换器控制214
　　101简介214
　　102不对称电网电压条件下并网变换器的控制技术概述215
　　103用于不对称电流注入的控制结构220
　　1031用于不对称电流注入的解耦双同步坐标系电流控制器220
　　1032用于不对称电流注入的谐振控制器228
　　104不对称电网条件下的功率控制231
　　1041瞬时有功无功控制（IARC）232
　　1042正序和负序控制（PNSC）233
　　1043平均有功无功控制（AARC）235
　　1044对称的正序控制（BPSC）236
　　1045IARC、PNSC、AARC和BPSC策略的性能比较237
　　1046灵活正序和负序控制（FPNSC）240
　　105带电流限制的灵活功率控制241
　　1051不对称电网条件下的电流矢量轨迹242
　　1052三相电流的瞬时值244
　　1053各相最大电流的估计245
　　1054最大有功功率和无功功率设定点的估计248
　　1055灵活正序和负序控制的性能249
　　106小结254
　　参考文献255
　　第11章并网滤波器设计257
　　111简介257
　　112滤波器拓扑258
　　113设计注意事项259
　　114LCL滤波器与电网相互作用的实例263
　　115谐振问题和阻尼方案267
　　1151无阻尼电流控制环的不稳定性267
　　1152电流控制环的无源阻尼268
　　1153电流控制环的有源阻尼271
　　116滤波器的非线性特性273
　　117小结277
　　参考文献277
　　第12章并网电流控制279
　　121简介279
　　122并网电流谐波标准280
　　123独立调制的线性电流控制281
　　1231平均化技术281
　　1232PI控制282
　　1233无差拍控制285
　　1234谐振控制287
　　1235谐波补偿291
　　124调制技术298
　　1241单相调制300
　　1242三相调制301
　　1243多电平调制304
　　1244交错调制308
　　125电流控制型变换器的运行限制条件310
　　126实例311
　　127小结314
　　参考文献314
　　附录316
　　附录A三相系统的空间矢量变换316
　　A1简介316
　　A2频域中的对称分量316
　　A3时域中的对称分量317
　　A4静止参考坐标系下的αβ0分量320
　　A5同步参考坐标系下的dq0分量321
　　参考文献322
　　附录B瞬时功率理论322
　　B1简介322
　　B2时域内单相系统功率定义的起源324
　　B3多相系统有功电流的起源325
　　B4多相系统功率电流的瞬时计算327
　　B5pq理论329
　　B6任意多相系统的广义pq理论331
　　B7改进的pq理论331
　　B8三相功率系统的广义瞬时无功功率理论333
　　B9小结334
　　参考文献335
　　附录C谐振控制器336
　　C1简介336
　　C2内模原理336
　　C3dq坐标系下PI控制器与αβ坐标系下PR控制器的等效性337

　　Remus Teodorescu，1989年获布达佩斯理工大学硕士学位，1994年获加拉茨大学（University of Galati）电力电子博士学位。1998年加入奥尔堡大学能源系电力电子研究组，现担任教授职务。
　　Remus Teodorescu已发表150多篇IEEE会议及期刊论文、1本著作和4项专利（待授权）。1998年IEEE工业应用年会（IAS）的技术委员会论文奖的获奖者之一。现为IEEE高级会员、《IEEE Power Electronics Letters》期刊的前副主编和丹麦IEEE IES/PELS/IAS联合分会的主席。其研究兴趣包括：主要用于风电、光伏系统以及FACTS/HVDC等电力设备的并网变换器的设计和控制。Remus Teodorescu现为Vestas一项为期5年电力计划项目的负责人（co-ordinator），有10名电力电子、电力系统与储能领域的博士生从事该项目的研究工作。

　　《光伏与风力发电系统并网变换器》介绍了目前光伏和风力发电并网变换器常用的结构、调制策略和控制方法。除了电力电子方面的知识，本书还涉及了光伏和风力发电系统与电网相关的一些其他技术。根据当前光伏和风力发电系统并网要求，《国际电气工程先进技术译丛：光伏与风力发电系统并网变换器》主要讨论了以下内容：用于光伏和风力发电的并网变换器拓扑结构；光伏系统的孤岛检测方法；基于广义2阶积分器的电网同步技术；变换器在电网不对称故障下高性能同步技术；用于电流控制和谐波补偿的比例谐振控制器技术；并网滤波器设计及有源阻尼技术；电网故障下包含正、负序分量的功率控制方法。
　　《光伏与风力发电系统并网变换器》适合电气工程背景的研究生和可再生能源相关专业技术人员阅读，同时本书也可作为高校相关课程教材。