包邮电力电子并网变流器运行韧性分析及控制

作者：查晓明，黄萌

出版社：科学出版社出版时间：2023-11-01

开本：其他页数： 232

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电力电子并网变流器运行韧性分析及控制版权信息

ISBN：9787030745309
条形码：9787030745309 ; 978-7-03-074530-9
装帧：平装
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
工业技术
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电工基础理论

电力电子并网变流器运行韧性分析及控制内容简介

本书提出电力电子并网变流器的运行韧性概念，系统性地描述其在电网扰动下的运行特性。面向新能源并网、直流输电等应用需求，从系统聚合建模出发，揭示电网扰动下并网变流器的动态响应机理，分析并网变流器受扰运行时的稳定问题和非线性运行问题，提出并网变流器安全运行域分析方法及改进控制策略。

电力电子并网变流器运行韧性分析及控制目录

前言 i 目录 iii 第1章绪论 1 1.1 率电力电子技术发展概述 2 1.2 电力电子并网变流器应用现状 5 1.2.1 在新能源发电中的应用 5 1.2.2 在直流输电中的应用 7 1.2.3 在电能质量治理中的应用 9 1.3 电力电子并网变流器运行挑战 11 1.3.1 电网强弱程度影响 12 1.3.2 电网故障扰动的影响 13 1.3.3 新能源发电并网导则要求 15 1.4 电力电子并网变流器运行韧 17 1.4.1 电力电子并网变流器运行韧概念 17 1.4.2 电力电子并网变流器运行边界 20 第2章电力电子并网变流器及其控制 23 2.1 电压源变流器概述 24 2.1.1 电压源变流器拓扑结构 24 2.1.2 电压源变流器主电路数学模型 25 2.1.3 电压源变流器控制 26 2.1.4 脉宽调制 30 2.2 模块化多电平变流器概述 34 2.2.1 模块化多电平变流器拓扑结构 34 2.2.2 模块化多电平变流器主电路数学模型 36 2.2.3 模块化多电平变流器控制 37 2.2.4 近电平逼近调制 43 2.3 并网变流器电网同步控制 44 2.3.1 电网跟踪型控制 44 2.3.2 电网构造型控制 45 第3章规模化并网变流器同调等值聚合方法 49 3.1 并网变流器的哈密顿模型 50 3.1.1 哈密顿原理在电路系统中的应用 51 3.1.2 并网变流器的哈密顿建模 53 3.1.3 并网变流器的广义哈密顿作用量 54 3.2 基于广义哈密顿作用量的同调判别方法 56 3.2.1 基于广义哈密顿作用量的同调判据 56 3.2.2 实用化变流器同调判据 57 3.2.3 广义哈密顿作用量比例判据的应用及讨论 59 3.3 基于同调变流器单机聚合的等值方法及其适用场景 61 3.3.1 单机聚合模型及参数聚合方法 61 3.3.2 同调变流器单机聚合模型的效果验证 63 3.3.3 单机聚合模型的适用场景分析 69 第4章并网变流器同步稳定分析 73 4.1 锁相环的小信号模型 74 4.1.1 锁相环非线模型 74 4.1.2 锁相环线化模型 76 4.2 锁相环准稳态分析 79 4.2.1 锁相环准稳态时域模型 79 4.2.2 变流器输出率/率状态下的锁相环暂态过程解析 81 4.2.3 锁相环稳定边界 86 4.2.4 准稳态时域模型的误差分析 91 4.3 锁相同步控制的并网变流器大信号稳定分析 93 4.3.1 李雅普诺夫稳定理论应用 93 4.3.2 系统大信号模型 95 4.3.3 系统大信号稳定分析 97 4.4率同步控制的并网变流器大信号稳定分析 99 4.4.1 系统大信号模型 99 4.4.2 系统大信号稳定分析 101 4.4.3 电网构造型/跟踪型变流系统参数影响对比分析 103 第5章并网变流器运行边界 105 5.1 电网相位扰动下并网变流器暂态响应 106 5.2 并网变流器电流控制状态空间模型 110 5.2.1 子模块电容电压波动动态方程 112 5.2.2 桥臂电流动态方程 113 5.2.3 电流控制方程 115 5.3 并网变流器电流控制多约束运行域 116 5.3.1 稳定边界 117 5.3.2 调制边界 119 5.3.3率传输边界 122 5.3.4 多约束运行域 122 5.3.5 参数影响分析 123 5.4 运行边界验证 126 5.4.1 验证 126 5.4.2 参数对运行边界影响验证 131 5.4.3 实验验证 132 第6章并网变流器中控制交互作用 137 6.1 电网阻抗变化时控制交互机理 138 6.1.1 交互现象 138 6.1.2 机理分析 141 6.2 考虑交互作用的小信号分析 145 6.2.1 小信号模型 145 6.2.2 稳定分析 148 6.3 验证 149 6.3.1 验证 149 6.3.2 实验验证 154 第7章不对称电网条件下并网变流器运行边界 157 7.1 不对称电网条件下并网变流器稳定边界 158 7.1.1 小信号模型 159 7.1.2 稳定边界 171 7.1.3 验证 175 7.2 不对称电网条件下并网变流器暂态电流峰值 177 7.2.1 不对称电网条件下的MMC暂态电流特 178 7.2.2 暂态运行边界 182 7.2.3 验证 184 第8章并网变流器运行韧提升策略 189 8.1 并网变流器锁相环输出限幅策略 190 8.1.1 基于阻尼的系统控制参数设计 190 8.1.2 基于时域解析稳定域的锁相环输出限幅 195 8.2 并网变流器电流动态限幅策略 204 8.2.1 稳定运行约束 204 8.2.2 器件耐受电流约束 206 8.2.3 重合闸时外环积分约束 207 8.3 不对称电网条件下电流限幅策略 213 8.3.1 不同电压跌落程度下的电流指令范围 213 8.3.2 限幅方案设计 215 参考文献 219

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电力电子并网变流器运行韧性分析及控制作者简介

查晓明，1967年生，安徽怀宁人，武汉大学电气与自动化学院二级教授、博士生导师，副院长（2009-2020年），学院教授委员会主任，校学术委员会工学部委员，综合能源电力装备及系统安全湖北省重点实验室主任，武汉市“黄鹤英才计划”入选者（2014年），国务院政府特殊津贴专家（2020年），宝钢教育优秀教师奖获得者（2021年）。分别于1989年、1992年、2001年取得应用电子技术专业学士、电力电子技术专业硕士、电力系统及其自动化专业博士学位，2001年10月至2003年6月在加拿大阿尔伯塔大学进行博士后研究。1992年进入武汉大学执教，主要从事电力电子与电力传动、电力系统及其自动化学科的教学与科研工作。先后主持国家级重点项目5项，其中2016年国家自然科学基金重点项目1项（优秀结题）、2017年国家重点研发计划项目课题1项、2018年国家自然科学基金智能电网联合基金集成项目课题1项（重点项目类）、2009/2015年973专题2项（国防重点项目类）。另外主持国家自然科学基金面上项目、科技部973项目子课题、国家自然科学基金重点项目子课题等多个项目，公开发表论文150余篇，其中SCI收录论文50余篇，EI收录论文100余篇，授权发明专利20余项，成果形成相关国家和行业标准共计6项，参与行业、团体标准起草和审查等多项。

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