包邮微电网建模与控制基础第2版

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作者：马柯著

出版社：机械工业出版社

本类榜单：教材

分类：教材 > 研究生/本科/专科教材 > 工学

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ISBN：9787111768487
装帧：平装-胶订
册数：暂无
重量：暂无
开本：16开
页数：176
出版时间：2025-02-01
条形码：9787111768487 ; 978-7-111-76848-7

本书特色

?聚焦电力电子变流器及其所构成微电网系统的建模及控制基础理论，重点讲解微电网中常见变流器的等效建模和分析设计方法，以及多变流器之间的协调原理和控制策略；并结合作者多年科研实践凝练而成。
?由浅入深精心设计贴合实际的多个仿真任务，力求使读者能充分理解典型微电网系统的运行原理，并能深刻体会其技术优势及缺陷。
?可以作为高等院校电气工程及其自动化专业的本科生教材，也能够为新能源并网发电、微电网领域的研究生或相关工程技术人员提供参考。

内容简介

本书重点聚焦电力电子变流器及其所构成微电网系统的建模及控制基础理论；同时精心设计了由浅入深、贴合实际的多个仿真任务，力求使读者能充分理解典型微电网系统的运行原理，并能深刻体会其技术优势及不足。　　本书系统介绍了微电网中常见变流器的等效建模和分析设计方法，以及多变流器之间的协调原理和控制策略，共分9章：绪论、微电网中的变流器、电流控制型DCAC变流器、电压控制型DCAC变流器、微电网主从控制、微电网下垂控制、微电网二次控制、直流微电网及综合应用实例。每章后为应用仿真实践。　　本书适合电气工程及其自动化专业人员参考，也能够为新能源发电、微电网领域的研究生及工程技术人员提供帮助。

前言

第2版前言
本书自2023年首次出版以来，得到了读者的广泛好评，并且入选了“十四五”时期国家重点出版物出版专项规划项目（中国能源革命与先进技术丛书）。首版印刷1000册很快售罄，反映出业界对微电网领域基础教材的迫切需求。
经过一年的实践和反馈，编者认为本书仍存在若干问题有待改进：首先，部分章节逻辑较为跳跃，缺少必要的推导过程和分析案例，增加了初学者的阅读难度；其次，变流器建模与控制的基础理论体系尚不完善，部分微电网常见电路及其限幅、锁相等控制细节有所遗漏，特别是直流变流器的建模流程过于简略；*后，理论—仿真—实践环节的联系还不够紧密，缺少对于仿真软件和实际工程的介绍。　　
为进一步提升本书的基础性、系统性和实用性，编者对第1版内容进行了深入审视和细致修订，第2版的主要改进如下：
 第1章：绪论部分，结合丹麦伯恩霍姆岛项目、额济纳旗“源网荷储”项目等具体工程实例，丰富了国内外微电网发展建设现状；新增了对PSCAD、PLECS等微电网领域常用仿真软件的介绍和对比。第2版前言 本书自2023年首次出版以来，得到了读者的广泛好评，并且入选了“十四五”时期国家重点出版物出版专项规划项目（中国能源革命与先进技术丛书）。首版印刷1000册很快售罄，反映出业界对微电网领域基础教材的迫切需求。 经过一年的实践和反馈，编者认为本书仍存在若干问题有待改进：首先，部分章节逻辑较为跳跃，缺少必要的推导过程和分析案例，增加了初学者的阅读难度；其次，变流器建模与控制的基础理论体系尚不完善，部分微电网常见电路及其限幅、锁相等控制细节有所遗漏，特别是直流变流器的建模流程过于简略；*后，理论—仿真—实践环节的联系还不够紧密，缺少对于仿真软件和实际工程的介绍。　　 为进一步提升本书的基础性、系统性和实用性，编者对第1版内容进行了深入审视和细致修订，第2版的主要改进如下：  第1章：绪论部分，结合丹麦伯恩霍姆岛项目、额济纳旗“源网荷储”项目等具体工程实例，丰富了国内外微电网发展建设现状；新增了对PSCAD、PLECS等微电网领域常用仿真软件的介绍和对比。  第2～4章：单变流器部分，新增了固态变压器拓扑的内容；针对变流器实际应用中常见的限幅器和锁相环，补充了相关的实现方法及数学模型；针对LC及LCL滤波器的参数设计方法，给出了数值计算案例。  第5～7章：多变流器部分，调整了主从控制的理论介绍顺序：首先介绍了三相系统的瞬时功率计算理论，进而延伸到单变流器的功率控制方法，*终实现多变流器的协调控制，循序渐进、由浅入深。  第8章：直流微电网部分，新增了常见非隔离型DCDC变流器的介绍，增补了直流电路小信号建模方法，并提供了详细推导过程。  第9章：综合应用实例部分，新增了上海交通大学已建成的微电网系统介绍，简述了风力、光伏、储能及电动汽车充电桩的协调运行策略；新增了编者自研的微电网实验教学平台介绍，并探讨了基于该平台开展微电网控制的实验教学方案。  新增附录：介绍了PLECS仿真软件的使用技巧，从创建模型到仿真参数配置，再到虚拟示波器使用，旨在帮助读者快速建立微电网系统的仿真分析能力。  整书编排方面，对一些章节进行了拆分、合并与重命名；修正了少量用语错误，重写了部分晦涩难懂的段落；修正了少量公式指代错误，明确了部分定义不清的变量；规范了坐标轴单位的使用，对于时间尺度选取不合理、理论支撑力度不足的作图进行了重制。 本书第2版由上海交通大学马柯教授主编，唐为禹、夏世豪、梁克靖、许少伦、王嘉石深度参与了修订与编写工作。受限于编者水平，本次修订难免有疏漏和不妥之处，恳请读者批评指正。 编者2024年8月于上海交通大学

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第2版前言
第1版前言
第1章绪论
1.1微电网技术的提出背景
1.1.1分布式电网结构
1.1.2微电网的概念及意义
1.1.3微电网的构成要素及分类
1.2国内外微电网发展概况
1.2.1国外早期微电网工程
1.2.2国内微电网发展现状
1.3微电网控制系统概述
1.3.1变流器本地控制
1.3.2微电网内部控制
1.3.3上层系统交互控制
1.4常见微电网仿真软件
参考文献
第2章微电网中的变流器
2.1微电网中常见的电力电子变流器拓扑
2.1.1不同输入输出电压类型的变流器
2.1.2不同输出电平数的变流器
2.2微电网中的DCAC功率变换
2.2.1单相DCAC功率变换
2.2.2三相DCAC功率变换
2.2.3电流控制型及电压控制型DCAC功率变换
2.3DCAC变流器的脉冲宽度调制
2.3.1变流器PWM环节及半桥电路的数学建模
2.3.2变流器空间矢量调制及等效
2.4三相交流系统坐标变换
2.4.1从abc坐标系到αβ0坐标系
2.4.2从αβ0坐标系到dq0坐标系
2.4.3三相交流系统坐标变换案例
2.5仿真任务：三相DCAC变流器电压开环控制
参考文献
第3章电流控制型DCAC变流器
3.1电流滤波器的设计及建模
3.1.1电感滤波器的纹波计算
3.1.2电感滤波器的dq0坐标系建模
3.2电流型DCAC变流器的控制理论
3.2.1电流控制系统架构
3.2.2锁相环
3.2.3电流控制器
3.2.4控制参数设计
3.3高阶电流滤波器
3.3.1LCL滤波器的频域特性
3.3.2LCL滤波器的参数设计：传统方法
3.3.3LCL滤波器的参数设计：基于*优阻尼比的改进方法
3.3.4基于阻尼比的LCL滤波器参数设计案例
3.4仿真任务：电流控制型并网变流器设计
参考文献
第4章电压控制型DCAC变流器
4.1电压滤波器及变流器的设计及建模
4.1.1LC滤波器的参数设计方法：无功容量*小化方法
4.1.2LC滤波器的参数设计案例
4.1.3带LC滤波器DCAC变流器的dq0坐标系建模
4.2电压型DCAC变流器的控制理论
4.2.1电压控制系统结构设计
4.2.2电压控制系统参数设计
4.3仿真任务：电压控制型变流器设计
参考文献
第5章微电网主从控制
5.1三相交流系统的瞬时功率计算
5.2单变流器的恒功率控制
5.2.1基于电压定向的PQ开环控制
5.2.2基于电压定向的PQ闭环控制
5.2.3直接功率控制
5.3多变流器的主从控制
5.3.1基于负载电流的主从控制
5.3.2基于主微源输出电流的主从控制
5.4仿真任务：多变流器的主从控制器设计
参考文献
第6章微电网下垂控制
6.1交流线路的功率传输
6.1.1线路简化与电流推导
6.1.2不同电压等级下线路特性
6.2感性线路下垂控制原理及下垂曲线
6.2.1频率有功下垂方程的推导
6.2.2电压无功下垂方程的推导
6.2.3下垂特性系数的选取
6.2.4变流器下垂控制实现方法
6.3感性线路下垂控制的功率分配特性
6.3.1下垂控制有功功率自主分配机制
6.3.2下垂控制无功功率自主分配机制
6.4阻性线路的下垂控制
6.4.1阻性线路的下垂控制原理
6.4.2阻性线路的下垂控制功率分配特性
6.5仿真任务：多电压控制型变流器的下垂控制设计
参考文献
第7章微电网二次控制
7.1微电网分层控制策略
7.1.1分层控制策略概述
7.1.2二次控制的目标与分类
7.2用于电压幅值和频率校正的集中式二次控制
7.2.1下垂控制中的电压幅值和频率偏差问题
7.2.2电压幅值和频率校正的集中式二次控制结构
7.3用于无功功率分配补偿的集中式二次控制
7.3.1下垂控制中的无功功率分配问题
7.3.2无功分配的集中式二次控制结构
7.4分布式二次控制
7.4.1分布式二次控制概述
7.4.2复杂通信系统下的分布式二次控制
7.4.3简化通信系统下的分布式二次控制
7.5仿真任务：多电压控制型变流器的二次控制设计
参考文献
第8章直流微电网
8.1直流微电网简介
8.2直流微电网中的常见变流器及其控制
8.2.1非隔离型DCDC变流器
8.2.2DCDC与DCAC变流器建模的区别
8.2.3隔离型DCDC变流器
8.3直流微电网运行及控制
8.3.1直流微电网控制架构
8.3.2直流下垂控制
8.3.3直流二次控制
8.4仿真任务：双有源全桥DCDC变流器的设计
参考文献
第9章综合应用实例
9.1上海交通大学微电网应用实例
9.1.1微电网系统架构
9.1.2风力发电系统
9.1.3光伏发电系统
9.1.4储能系统
9.1.5汽车充电系统
9.2微电网综合案例设计
9.2.1案例设计要求
9.2.2参考设计步骤
9.3微电网控制实验教学平台
9.3.1硬件拓扑
9.3.2控制系统
9.3.3上位机
9.3.4实验案例
附录PLECS仿真软件使用方法

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作者简介

马柯，上海交通大学教授，电力传输与功率变换控制重点实验室副主任。入选国家高层次海外人才青年项目，爱思唯尔中国高被引学者。现担任三本IEEE Transaction期刊副主编、编委、客座主编，两个IEEE 专业委员会主席、副主席，中国电工技术学会新能源发电设备专委会秘书长，中国电源学会青工委、培训教育工委副主任委员。获欧洲风能学会 “优秀青年风能博士奖”，中国电源学会“优秀青年奖”，台达电力电子科教计划“中达青年学者”，中国电机工程学会“电力优秀青年科技人才奖”。

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