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 [Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[丹麦] 特奥多雷斯库（Remus Teodorescu），[意] Marco Liserre，[西班牙] Pedro Rodriguez 著，周克亮 等 译

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• 光伏发电
• 风力发电
• 并网变换器
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• 可再生能源
• 电能转换
• Grid Converters
• 新能源技术
• 电力系统
• 电气工程

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111383208

版次：1

商品编码：11086677

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 国际电气工程先进技术译丛

外文名称：Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems

开本：16开

出版时间：2012-09-01

用纸：

编辑推荐

　　

《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》有以下极为突出的特点：围绕并网变换器与电网的相互作用这一关键问题，系统和全面地总结和探讨了无变压器光伏并网逆变器拓扑、孤岛检测、并网变换器的电网同步、风电和光伏并网标准、风电并网变换器的控制与故障穿越控制、电能质量控制等一系列重要和前沿课题；研究内容深入，对电网接入标准的比较分析，尤其是风电变换器的建模与控制方法等的推导细致入微，有助读者掌握有关的技术要领；该书的内容其实源自2005年起在奥尔堡大学能源技术学院所成功开设的一门一年两次的工业／博士课程“用于可再生能源系统的电力电子”，书中大多的内容都经过实验和测试证，理论结合实际，可操作性强，参考文献完备，示例丰富，很多的工程方案的选取和实现可轻易地从书中找到答案。

“国际电气工程先进技术译丛”是机械工业出版社集中优势资源精心打造的中高端产品，出版目的是传播国技术成果，搭建电气工程技术平台。丛书中所有图书都是精选的国外优秀电气工程著作，主要针对新能源、智能电网、电力电子、自动控制及新能源汽车等电气工程热点领域。这些图书都是由经验丰富的业内人士编著，并由国内知名专家翻译，具有很高的实用性。
　　 “国际电气工程先进技术译丛”的出版目的主要是为广大国内读者提供一个展示国外先进技术成果的窗口，使国内读者有一个可以更好地了解国外技术的平台。“国际电气工程先进技术译丛”可供电气工程及相关专业工程技术人员、科研人员及大专院校相关专业师生参考。

内容简介

《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》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。
《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》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。

作者简介

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。

内页插图

目录

译者序
原书序
原书作者简介

第1章 绪论
1.1 风力发电的进展
1.2 光伏发电的进展
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
参考文献

第2章 光伏逆变器结构
2.1 简介
2.2 由H桥拓扑派生出的逆变器结构
2.2.1 基本全桥逆变器
2.2.2 H5逆变器（SMA）
2.2.3 HERIC逆变器（Sunways）
2.2.4 REFU逆变器
2.2.5 带有直流旁路的全桥逆变器——FB-DCBP（Ingeteam）
2.2.6 全桥零电压整流器——FB-ZVR
2.2.7 派生自H桥的拓扑小结
2.3 由NPC拓扑派生出的逆变器结构
2.3.1 中点钳位型（NPC）半桥逆变器
2.3.2 Conergy NPC逆变器
2.3.3 派生自NPC的逆变器拓扑小结
2.4 典型光伏逆变器结构
2.4.1 带有高频变压器的H桥升压型光伏逆变器
2.4.2 带有低频变压器的升压型逆变器
2.5 三相光伏逆变器
2.6 控制结构
2.7 结论及未来趋势展望
参考文献

第3章 光伏并网标准
3.1 简介
3.2 国际标准
3.2.1 IEEE 1547分布式发电并网标准
3.2.2 IEC 61727电力设备接口特性
3.2.3 VDE 0126-1-1安全
3.2.4 IEC 61000电磁兼容性（EMC-低频）
3.2.5 EN 50160公共配电系统电压质量
3.3 电网异常状态时的响应特性
3.3.1 电压偏差
3.3.2 频率偏差
3.3.3 恢复并网
3.4 电能质量
3.4.1 直流电流注入
3.4.2 电流谐波
3.4.3 平均功率因数
3.5 反孤岛的要求
3.5.1 IEEE 1547/UL1741对反孤岛的定义
3.5.2 IEC 62116对反孤岛的定义
3.5.3 VDE 0126.1-1对反孤岛的定义
3.6 小结
参考文献

第4章 单相功率变换器的电网同步
4.1 简介
4.2 单相系统的电网同步技术
4.2.1 采用傅里叶分析的电网同步v
4.2.2 采用锁相环的电网同步
4.3 基于正交信号的相角检测方法
4.4 一些基于正交信号发生器的PLL
4.4.1 基于T/4传输延时的PLL
4.4.2 基于Hilbert变换的PLL
4.4.3 基于反Park变换的PLL
……
第5章 孤岛检测
第6章 风力发电系统并网变换器结构
第7章 风机系统的并网要求
第8章 三相功率变换器的电网同步
第9章 风力发电系统并网变换器控制
第10章 电网故障情况下的并网变换器控制
第11章 并网滤波器设计
第12章 并网电流控制

附录

精彩书摘

光伏逆变器是并网光伏发电系统的关键部件。它的主要作用是将光伏电池板发出来的直流电转换成与电网同步的交流电。
根据光伏发电装置的功率范围，可将光伏逆变器作如下分类：
1）模块集成式逆变器（module integrated inverter），典型功率范围为50～400W，主要应用于微型光伏发电装置（只有一个光伏电池板）。
2）单串式逆变器（stnng inverter），典型功率范围为0.4～2kW，主要应用于小型屋顶式光伏发电装置，其所有的光伏电池板连接成一串。
3）多串式逆变器（multistring inverter），典型功率范围为1.5～6kW，适用于中、大型屋顶式光伏发电装置，其所有的光伏板连接成两串或多串。
4）迷你集中式逆变器（mini central inverter），典型功率大于6kW，具有三相拓扑结构和模块化设计，适用于大型屋顶式光伏发电装置，或者是功率在100kW以内的小型电站（smaller power plant），其典型的逆变器单元的功率等级为6kW、8kW、10kW、15kW。
5）集中式逆变器（central inverter），典型功率范围为100～1000kW，具有三相拓扑结构和模块化设计，适用于功率高达数10MW（兆瓦）的大型电站，其典型的逆变器单元的功率等级为100kW、150kW、250kW、500kW、1000kW。
历史上第一台并网光伏发电装置出现在20世纪80年代。它采用的是基于晶闸管的集中逆变器。第一批系列生产的基于晶体管的光伏逆变器是1990年由SMA公司生产的PV-WR。从20世纪90年代中期开始，除了模块集成式光伏逆变器仍主要采用MOSFET之外，IGBT和MOSFET已广泛应用于各种类型的光伏逆变器。
由于利用太阳能的成本高，效率是推动光伏逆变器技术发展的主要动力。因而为了竞相获取高效率，市场上出现了花样繁多的光伏逆变器结构。
与电机驱动逆变器相比，光伏逆变器无论在硬件还是功能上都更为复杂。提升输入电压、并网滤波器、脱网继电开关和直流开关等是造成光伏逆变器硬件复杂程度提高的最为重要的因素。而最大功率点跟踪、反孤岛、电网同步和数据记录等是光伏逆变器应具备的典型功能。
……

前言/序言

能源转型中的电力电子技术：面向智能电网的新一代电力转换系统 图书名称： 能源转型中的电力电子技术：面向智能电网的新一代电力转换系统 （注：以下内容为根据您的要求，创作的与您提供的书名《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》完全无关的、描述另一本专业技术书籍的详细简介。） --- 引言 随着全球对可持续发展和能源独立性的日益重视，电力系统的结构正经历着深刻的变革。传统的集中式化石燃料发电模式正逐步向以分布式可再生能源（DERs）为主导的、高度互联化的智能电网过渡。这种转型对电力电子转换技术提出了前所未有的要求：转换器不仅需要高效稳定地将不同形式的电能接入电网，还必须具备先进的控制和通信能力，以实现电网的稳定、可靠和优化运行。 本书《能源转型中的电力电子技术：面向智能电网的新一代电力转换系统》旨在深入剖析支撑这场能源革命的核心电力电子技术及其在未来电网架构中的前沿应用。本书聚焦于突破传统并网技术瓶颈，实现高渗透率可再生能源接入、电能质量优化、柔性直流输电（HVDC）以及电力系统运行安全的关键技术体系。 --- 第一部分：电力电子系统的高级架构与建模 本部分首先回顾了电力电子技术在现代电力系统中的基础地位，并重点探讨了适应未来电网需求的转换器拓扑结构演进。 1.1 功率半导体器件的下一代发展： 详细分析了碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带（WBG）半导体器件的特性、优势及其在实现高频、高功率密度转换器中的应用挑战与机遇。讨论了先进封装技术对器件热管理和可靠性的影响。 1.2 模块化多电平变流器（MMC）的深度解析： 系统性地介绍了MMC拓扑的结构、工作原理、调制策略（如混合坐标系调制、冗余度管理）及其在长距离高压直流输电和电网连接中的优越性。重点探讨了子模块的均衡控制和故障穿越能力。 1.3 复杂系统的动态建模与仿真： 阐述了如何利用平均模型、状态空间模型以及面向物理建模（Model-Based Design）方法，对包含大量电力电子接口的电网进行精确的动态特性分析。强调了考虑非线性、时变特性的建模技术在系统级稳定性分析中的重要性。 --- 第二部分：先进控制理论与电网服务能力 本部分是本书的核心，聚焦于如何通过先进的控制策略，赋予电力电子转换系统主动参与电网支撑的能力，实现“电能源”向“电能源和电网服务提供者”的转变。 2.1 虚拟同步发电机（VSG）控制技术： 深入剖析了VSG理念的起源、核心控制环路设计（包括惯量模拟、阻尼注入、无功支撑等），以及在弱电网和孤岛模式下，如何通过VSG实现并网设备对传统同步发电机的等效替代，维持电网频率和电压稳定。 2.2 电力电子变压器（PET）及其多功能性： 详细介绍了PET的拓扑结构、隔离层设计，以及其作为实现电网灵活互联的关键技术。重点讨论PET在电压等级变换、有功/无功功率灵活控制、直流/交流系统接口以及高级电能质量治理（如谐波注入/吸收）方面的应用。 2.3 阻尼与振荡抑制策略： 针对高渗透率新能源接入导致的系统刚度下降问题，探讨了基于小信号分析的稳定裕度评估方法。着重介绍了基于输入阻抗匹配的先进有源阻尼技术，以及如何利用快速电流环路和下一代控制算法（如$mathcal{H}_{infty}$控制、滑模控制）来有效抑制低频和高频振荡模式。 --- 第三部分：智能电网集成与运行安全 本部分将视角提升至系统层面，探讨电力电子系统如何融入信息物理系统（CPS）框架，实现高效的协同运行和抵御外部扰动。 3.1 实时通信与集成控制架构： 讨论了高速、低延迟的通信网络（如TSN、5G）对实现分布式控制和协调控制的支撑作用。介绍了集中式（Centralized）、分布式（Decentralized）和混合式（Hybrid）控制架构的优缺点，并重点论述了数据驱动的预测控制在优化运行调度中的潜力。 3.2 电网黑启动与故障穿越能力： 分析了现代电力系统在传统发电机退出后的黑启动挑战。详细阐述了基于储能和先进变流器的自激励和并网过程，以及在电网电压或频率严重偏离规定范围时，转换器如何安全、可靠地维持运行（Fault Ride-Through, FRT）的控制策略和保护机制。 3.3 网络安全与抗扰性设计： 鉴于电力电子接口的数字化特性，本章专门探讨了网络攻击（如数据篡改、拒绝服务）对转换器控制系统的潜在威胁。提出了基于物理层安全、硬件加密和入侵检测系统的多层次防护设计，确保关键电力电子设备在网络化环境下的运行安全。 --- 结论与展望 本书系统地梳理了电力电子技术如何从被动的功率交换单元，演变为主动支撑和塑造未来智能电网形态的核心使能技术。通过对高级拓扑、前沿控制、系统集成和安全运行的全面覆盖，为电气工程师、系统规划者和科研人员提供了一个深入理解和掌握新一代电力转换系统的理论基础和工程实践指导。下一阶段的研究热点将集中于自学习控制、高维系统的鲁棒优化以及更高集成度的电力电子模块化平台，这些都将是实现全球能源系统完全数字化的关键。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格相对严谨、学术化，非常适合作为专业领域的深度学习材料。它的排版清晰，图表制作精良，大量使用了三相系统和dq坐标系下的向量图，这些视觉辅助极大地简化了复杂控制算法的理解过程。我个人觉得，这本书在处理一些模糊地带时，倾向于提供更保守、更稳健的工程处理方法，而不是去追求一些看似新颖但可靠性存疑的激进技术。例如，在描述故障穿越过程中，它详细阐述了变流器在电压暂降期间如何精确维持电流和功率的暂态支撑，这要求读者具备扎实的控制系统理论基础来跟上作者的思路。对于那些期望快速获得肤浅知识的读者来说，这本书的密度可能会让他们望而却步，但对于愿意投入时间去深入钻研电力电子与电力系统交界面技术的专业人士，它无疑是一份厚重的馈赠。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅这本书时，最大的感受是它的结构组织极具条理性，像一本精心编排的教科书，但又比传统教材多了一份实战的“味道”。对于初学者来说，入门的门槛似乎稍微高了一点，毕竟涉及到较多电力电子变换器和电力系统分析的基础知识，如果对这些背景知识掌握不牢固，直接啃这本书可能会有些吃力。然而，一旦具备了这些基础，这本书便能迅速将读者带入到并网变换器的核心议题。特别是关于并网点的阻抗建模部分，作者运用了非常严谨的频域和时域分析方法，这对于理解并网系统与电网之间的相互作用至关重要。我尤其欣赏它在不同章节间建立的逻辑联系，从基础的并网电流控制到更高级的无功功率支撑、故障穿越能力，层层递进，使得知识体系的构建非常稳固。对于希望系统性学习光伏和风电并网核心技术的工程师，这本书提供了从原理到应用的完整路线图。

评分☆☆☆☆☆

这本关于电网侧并网变流器的书，我看了很多章节，深感作者在理论深度和工程实践之间的平衡把握得相当到位。尤其是一些关于并网动态特性和控制策略的论述，非常深入，不仅停留在基础的电压电流控制层面，还深入探讨了系统稳定性和电能质量的保障机制。例如，在处理高渗透率可再生能源接入电网时，变流器如何扮演“虚拟同步机”的角色，维持电网惯量和阻尼支撑，这部分内容阐述得极为细致，配图和公式推导逻辑清晰，对于想要深入理解现代电网支撑技术的研究生或高级工程师来说，无疑是一份宝贵的参考资料。我注意到作者特别强调了在弱电网环境下，传统下垂控制可能出现的稳定性问题，并提出了基于先进滤波和预测控制的解决方案，这展现了作者紧跟行业前沿的视野。这本书的价值在于，它不是简单地罗列各种拓扑结构和控制算法，而是将这些技术置于实际电网运行的复杂背景下进行剖析，让人能够真正理解“为什么要这么做”而不是“怎么做”。

评分☆☆☆☆☆

我从这本书中收获最大的，是对并网变流器作为“有源器件”在现代电力系统中所扮演角色的全新认识。过去我们更多地将它们视为被动地将直流电转交流电的设备，但随着风光能源规模的扩大，它们必须具备主动的电网支撑能力。这本书全面涵盖了从系统级的潮流分析到器件级的开关特性对电能质量的影响。特别是关于控制器的带宽设计和系统寄生参数对环路稳定性的影响分析，写得非常到位。它不仅仅是一本关于变流器“如何工作”的书，更是一本关于“如何让它们更好地融入并支撑电网”的指导手册。这本书的深度和广度，使其超越了一般的技术手册范畴，更像是一部关于未来电网核心执行器的权威著作。它成功地将复杂的电力电子和自动控制理论，融合成一套完整的并网系统设计哲学。

评分☆☆☆☆☆

这本书在工程应用层面的详尽描述，令我印象深刻。很多教材往往只关注理论模型，但在实际工程中，诸如PWM调制策略的选择、滤波器的设计参数优化，以及与上层电网调度系统的接口规范等，才是决定项目成败的关键。这本书在这方面着墨颇多，例如，它对比分析了正弦脉宽调制（SPWM）、空间矢量脉宽调制（SVPWM）在并网应用中的优缺点，并结合实际的谐波抑制效果进行了评估。此外，对于电能质量问题，作者不仅指出了问题，还提供了基于国际标准（如IEEE 1547或IEC 61000系列）的解决方案框架。这使得读者在阅读时，总能将书中的理论知识与现实项目中的具体要求联系起来，避免了“空中楼阁”式的学习体验。坦率地说，如果手头有这样一本详尽的参考手册，在进行实际的并网项目设计时，可以省去大量查阅分散资料的时间。

评分☆☆☆☆☆

2��2��7派生自H桥的拓扑小结20

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3��3��2频率偏差34

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3��3电网异常状态时的响应特性33

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4��3基于正交信号的相角检测方法54

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超级好的一本书，虽然价格贵。

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经典书丛，先看一遍中文版

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2��2��5带有直流旁路的全桥逆变器——FB�睤CBP(Ingeteam）16

评分☆☆☆☆☆

3��6小结39

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