电力电子应用技术手册

《电力电子应用技术手册》共24章，分为三大部分：第壹部分由第1～5章组成，介绍了电力电子对新兴技术的影响；第二部分由第6～11章组成，介绍了分布式发电系统中的电力电子技术；第三部分由第12～24章组成，介绍了电力电子技术在运输及工业中的应用。
　　
　　《电力电子应用技术手册》具有当代书籍的典型特征，并以独创性的方法讨论了作者们目前研究的几个方面，其中简洁的语言、易懂的插图十分适合高等院校电气工程、电力系统等专业的师生，以及相关行业的研究人员和工程技术人员阅读。
　　
　　译者序
　　
　　原书序
　　
　　原书前言
　　
　　第1章21世纪能源、全球变暖及电力电子的影响1
　　
　　1.1简介1
　　
　　1.2能源1
　　
　　1.3环境污染：全球变暖问题3
　　
　　1.3.1全球变暖影响5
　　
　　1.3.2全球变暖问题的减缓方法6
　　
　　1.4电力电子对能源系统的影响7
　　
　　1.4.1节能7
　　
　　1.4.2可再生能源系统7
　　
　　1.4.3大容量储能13
　　
　　1.5智能电网16
　　
　　1.6纯电动和混合动力电动汽车17
　　
　　1.6.1电池电动汽车和燃料电池电动汽车的比较18
　　
　　1.7小结和展望19
　　
　　参考文献21
　　
　　第2章当前能源面临的挑战：电力电子技术的贡献22
　　
　　2.1简介22
　　
　　2.2能源传输和分配系统23
　　
　　2.2.1柔性交流输电系统（FACTS）23
　　
　　2.2.2高压直流（HVDC）输电25
　　
　　2.3可再生能源系统27
　　
　　2.3.1风能29
　　
　　2.3.2光伏能源29
　　
　　2.3.3海洋能32
　　
　　2.4运输系统33
　　
　　2.5储能系统35
　　
　　2.5.1技术35
　　
　　2.5.2在输配电系统中的应用37
　　
　　2.5.3在可再生能源系统中的应用37
　　
　　2.5.4在运输系统中的应用37
　　
　　2.6小结38
　　
　　参考文献38
　　
　　第3章分布式发电与智能电网的概念与技术概述41
　　
　　3.1简介41
　　
　　3.2分布式发电装置与智能电网的要求42
　　
　　3.3光伏发电43
　　
　　3.4风电与小型水电机组45
　　
　　3.5储能系统46
　　
　　3.6电动汽车47
　　
　　3.7微电网47
　　
　　3.8智能电网问题48
　　
　　3.9主动配电网管理49
　　
　　3.10智能电网中的通信系统50
　　
　　3.11高级量测体系和实时定价51
　　
　　3.12智能电网的标准化52
　　
　　参考文献53
　　
　　第4章电力半导体技术的新进展56
　　
　　4.1简介56
　　
　　4.2硅功率晶体管57
　　
　　4.2.1功率MOSFET57
　　
　　4.2.2IGBT58
　　
　　4.2.3大功率器件60
　　
　　4.3SiC晶体管设计概述61
　　
　　4.3.1SiCJFET61
　　
　　4.3.2SiC双极型晶体管63
　　
　　4.3.3SiCMOSFET63
　　
　　4.3.4SiCIGBT63
　　
　　4.3.5SiC功率模块64
　　
　　4.4SiC器件的栅极和基极驱动64
　　
　　4.4.1常闭型JFET栅极驱动器64
　　
　　4.4.2SiCBJT的基极驱动器67
　　
　　4.4.3常开型JFET栅极驱动器69
　　
　　4.4.4SiCMOSFET栅极驱动器71
　　
　　4.5晶体管并联72
　　
　　4.6应用概述79
　　
　　4.6.1光伏发电80
　　
　　4.6.2交流传动80
　　
　　4.6.3混合动力和插电式电动汽车80
　　
　　4.6.4大功率应用80
　　
　　4.7GaN晶体管81
　　
　　4.8小结83
　　
　　参考文献83
　　
　　第5章交流链路通用功率变流器：一种用于可再生能源与交通设备的新型功率变流器87
　　
　　5.1简介87
　　
　　5.2交流链路通用功率变流器硬开关工作模式87
　　
　　5.3交流链路通用功率变流器的软开关工作模式92
　　
　　5.4软开关交流链路通用功率变流器的运行原理92
　　
　　5.5设计流程100
　　
　　5.6分析102
　　
　　5.7应用104
　　
　　5.7.1AC-AC变流器（风力发电、变频驱动）104
　　
　　5.7.2DC-AC和AC-DC功率变流器106
　　
　　5.7.3多端口变流器108
　　
　　5.8小结110
　　
　　参考文献110
　　
　　第6章大功率电力电子技术：风力发电的关键技术112
　　
　　6.1简介112
　　
　　6.2风力发电的发展现状112
　　
　　6.3风能转换114
　　
　　6.3.1风电机组的基本控制变量114
　　
　　6.3.2风电机组类型115
　　
　　6.4风电变流器118
　　
　　6.4.1两电平功率变流器118
　　
　　6.4.2多电平功率变流器119
　　
　　6.4.3多模块变流器121
　　
　　6.5风电变流器的功率半导体122
　　
　　6.6现代风电机组的控制和并网要求123
　　
　　6.6.1有功功率控制124
　　
　　6.6.2无功功率控制124
　　
　　6.6.3总谐波畸变125
　　
　　6.6.4故障穿越能力126
　　
　　6.7风力发电系统的可靠性问题127
　　
　　6.8小结129
　　
　　参考文献129
　　
　　第7章光伏发电系统132
　　
　　7.1简介132
　　
　　7.2光伏发电系统的功率曲线和最大功率点134
　　
　　7.2.1光伏电池的电气模型134
　　
　　7.2.2光伏模块的I-V和P-V曲线134
　　
　　7.2.3部分遮挡下的最大功率点136
　　
　　7.3并网光伏发电系统的架构136
　　
　　7.3.1集中式架构138
　　
　　7.3.2组串式架构141
　　
　　7.3.3多组串式架构147
　　
　　7.3.4交流模块架构148
　　
　　7.4光伏发电系统的并网控制150
　　
　　7.4.1最大功率点跟踪控制算法150
　　
　　7.4.2DC-DC变换器控制153
　　
　　7.4.3并网逆变器控制154
　　
　　7.4.4防孤岛检测157
　　
　　7.5基于多电平逆变器的光伏发电系统最新进展160
　　
　　7.6小结162
　　
　　参考文献163
　　
　　第8章可再生能源系统可控性分析165
　　
　　8.1简介165
　　
　　8.2非线性系统的零状态166
　　
　　8.2.1第一种方法167
　　
　　8.2.2第二种方法167
　　
　　8.3通过L型滤波器连接到电网的风力发电机的可控性168
　　
　　8.3.1稳态和稳定运行区169
　　
　　8.3.2零状态分析171
　　
　　8.4通过LCL型滤波器连接到电网的风力发电机的可控性172
　　
　　8.4.1稳态和稳定运行区172
　　
　　8.4.2零状态分析178
　　
　　8.5连接到电流源逆变器的光伏发电系统的可控性和稳定性分析183
　　
　　8.5.1系统稳态和稳定性分析184
　　
　　8.5.2光伏的零状态分析186
　　
　　8.6小结191
　　
　　参考文献192
　　
　　第9章中小型可再生能源系统的通用运行控制1949.1分布式发电系统194
　　
　　9.1.1单级式光伏发电系统195
　　
　　9.1.2中小型风力发电系统195
　　
　　9.1.3控制结构概述196
　　
　　9.2与电网互动的分布式发电系统的功率变流器控制204
　　
　　9.2.1下垂控制205
　　
　　9.2.2微电网中的功率控制207
　　
　　9.2.3控制参数设计211
　　
　　9.2.4谐波补偿216
　　
　　9.3辅助功能218
　　
　　9.3.1本地负载的电压支持218
　　
　　9.3.2无功功率容量220
　　
　　9.3.3电力系统领域的电压支撑222
　　
　　9.4小结223
　　
　　参考文献224
　　
　　第10章双馈感应电机的特性与控制226
　　
　　10.1双馈感应电机的基本原理226
　　
　　10.1.1电机结构与电气拓扑226
　　
　　10.1.2稳态等效电路226
　　
　　10.1.3动态建模231
　　
　　10.2基于AC－DC－AC变流器的双馈感应电机矢量控制234
　　
　　10.2.1并网运行234
　　
　　10.2.2转子位置观测243
　　
　　10.2.3独立运行247
　　
　　10.3基于双馈感应电机的风力发电系统254
　　
　　10.3.1风力发电机空气动力学254
　　
　　10.3.2风力发电机的控制域254
　　
　　10.3.3风力发电机控制256
　　
　　10.3.4基于双馈感应电机的风力发电机的典型分析256
　　
　　10.3.5基于双馈感应电机的风力发电机的稳态性能258
　　
　　10.3.6基于双馈感应电机的风力发电机的电压跌落分析259
　　
　　参考文献263
　　
　　第11章分布式发电系统中的AC-DC-AC变流器264
　　
　　11.1简介264
　　
　　11.1.1双向AC-DC-AC变流器拓扑265
　　
　　11.1.2AC-DC-AC变流器的无源器件设计266
　　
　　11.1.3直流侧电容额定值267
　　
　　11.1.4飞跨电容额定值268
　　
　　11.1.5L和LCL型滤波器额定值268
　　
　　11.1.6对比270
　　
　　11.2AC-DC-AC拓扑结构的脉宽调制策略271
　　
　　11.2.1传统三相两电平变流器的空间矢量调制272
　　
　　11.2.2传统三相三电平变流器的空间矢量调制274
　　
　　11.3二极管钳位变流器的直流电容电压平衡276
　　
　　11.3.1飞跨电容变流器的飞跨电容电压平衡278
　　
　　11.3.2简化AC-DC-AC拓扑的脉宽调制279
　　
　　11.3.3开关器件的压降以及死区时间的补偿282
　　
　　11.4AC-DC-AC变流器的控制算法286
　　
　　11.4.1AC-DC电机侧变流器的磁场定向控制287
　　
　　11.4.2定子电流控制器设计287
　　
　　11.4.3直接转矩控制与空间矢量调制289
　　
　　11.4.4电机定子磁链控制器设计289
　　
　　11.4.5电机的电磁转矩控制器的设计290
　　
　　11.4.6机械角速度控制器的设计290
　　
　　11.4.7AC-DC电网侧变流器电压定向控制291
　　
　　11.4.8AC-DC电网侧变流器的线电流控制器291
　　
　　11.4.9AC-DC电网侧变流器具有空间矢量调制的直接功率控制293
　　
　　11.4.10AC-DC电网侧变流器的功率控制器293
　　
　　11.4.11AC-DC变流器直流侧电压控制器294
　　
　　11.5有功功率前馈控制的AC-DC-AC变流器295
　　
　　11.5.1AC-DC-AC变流器的功率响应时间常数分析296
　　
　　11.5.2直流母线电容的能量296
　　
　　11.6小结299
　　
　　参考文献299
　　
　　第12章多电飞机中的电力电子学302
　　
　　12.1简介302
　　
　　12.2多电飞机303
　　
　　12.2.1空客380电气系统305
　　
　　12.2.2波音787电气系统305
　　
　　12.3多电发动机308
　　
　　12.3.1功率优化飞机309
　　
　　12.4发电系统策略310
　　
　　12.5电力电子与功率变换313
　　
　　12.6配电系统316
　　
　　12.6.1高压运行317
　　
　　12.7小结319
　　
　　参考文献319
　　
　　第13章电动汽车和插电式混合动力电动汽车321
　　
　　13.1简介321
　　
　　13.2纯电动车、混合动力电动汽车以及插电式混合动力电动汽车的结构322
　　
　　13.2.1纯电动车322
　　
　　13.2.2混合动力电动汽车322
　　
　　13.2.3插电式混合动力电动汽车（PHEV）324
　　
　　13.3EV和PHEV充电基础设施325
　　
　　13.3.1EV/PHEV电池和充电方式325
　　
　　13.4电力电子技术在EV和PHEV充电架构中的应用334
　　
　　13.4.1充电设备335
　　
　　13.4.2并网基础设施336
　　
　　13.5V2G和V2H概念337
　　
　　13.5.1电网改造升级338
　　
　　13.6PEV充电的电力电子技术339
　　
　　13.6.1安全注意事项339
　　
　　13.6.2住宅型并网充电系统340
　　
　　13.6.3公共型并网充电系统341
　　
　　13.6.4分布式可再生能源的并网系统344
　　
　　参考文献347
　　
　　第14章多电平变流器/逆变器拓扑结构与应用350
　　
　　14.1简介350
　　
　　14.2多电平变流器/逆变器基础351
　　
　　14.2.1什么是多电平变流器/逆变器351
　　
　　14.2.2三种典型多电平实现拓扑351
　　
　　14.2.3多电平变流器/逆变器的广义拓扑及其衍生拓扑353
　　
　　14.3串联式多电平逆变器及其应用358
　　
　　14.3.1串联式多电平逆变器的实用优势358
　　
　　14.3.2星接串联式多电平逆变器及其应用358
　　
　　14.3.3角接串联式多电平逆变器及其应用361
　　
　　14.3.4用于统一潮流控制的面对面连接串联式多电平逆变器364
　　
　　14.4新兴应用与探讨366
　　
　　14.4.1无磁性器件的直流变换366
　　
　　14.4.2多电平模块化飞跨电容式直流变换器369
　　
　　14.4.3nX直流变换器371
　　
　　14.4.4器件成本对比：飞跨电容变流器、MMCCC与nX直流变换器372
　　
　　14.4.5零电流开关：MMCCC373
　　
　　14.4.6多电平变流器的容错性与可靠性377
　　
　　14.5小结378
　　
　　致谢379
　　
　　参考文献379
　　
　　第15章多相矩阵变换器的拓扑和控制381
　　
　　15.1简介381
　　
　　15.2三相输入五相输出矩阵变换器381
　　
　　15.2.1拓扑结构381
　　
　　15.2.2控制算法382
　　
　　15.3仿真和实验结果399
　　
　　15.4五相输入三相输出矩阵变换器402
　　
　　15.4.1拓扑结构402
　　
　　15.4.2控制技术403
　　
　　15.5示例结果411
　　
　　致谢413
　　
　　参考文献413
　　
　　第16章基于升压电路的单相整流器功率因数调节器415
　　
　　16.1简介415
　　
　　16.2基本升压型PFC416
　　
　　16.2.1变换器拓扑结构和平均模型416
　　
　　16.2.2稳态分析418
　　
　　16.2.3控制电路418
　　
　　16.2.4线性控制设计419
　　
　　16.2.5仿真结果421
　　
　　16.3不对称半桥升压型PFC422
　　
　　16.3.1CCM/CVM运行模式和平均模型建模423
　　
　　16.3.2小信号平均模型和传递函数424
　　
　　16.3.3控制系统设计425
　　
　　16.3.4数字化实现和仿真结果427
　　
　　16.4交错双升压型PFC430
　　
　　16.4.1拓扑结构431
　　
　　16.4.2开关时序432
　　
　　16.4.3线性控制器设计和实验结果435
　　
　　16.5小结436
　　
　　参考文献437
　　
　　第17章有源电力滤波器442
　　
　　17.1简介442
　　
　　17.2谐波442
　　
　　17.3谐波的作用和负面影响443
　　
　　17.4谐波国际标准443
　　
　　17.5谐波类型444
　　
　　17.5.1谐波电流源444
　　
　　17.5.2谐波电压源445
　　
　　17.6无源滤波器447
　　
　　17.7功率定义447
　　
　　17.7.1负载功率和功率因数447
　　
　　17.7.2负载功率的定义448
　　
　　17.7.33D空间电流坐标系中的功率因数定义448
　　
　　17.8有源滤波器449
　　
　　17.8.1电流源逆变器APF450
　　
　　17.8.2电压源逆变器APF450
　　
　　17.8.3并联有源电力滤波器450
　　
　　17.8.4串联有源电力滤波器450
　　
　　　　
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　　ISBN：9787111644644 

出版社：机械工业出版社

日期：20200321

装帧:精装

页数：664

开本：184*260

定价：￥229.00