分布式逆变电源的模块化及并联技术/“十二五”国家重点图书出版规划项目·新能源电能变换与控制技术丛书 epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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编辑推荐

　　《分布式逆变电源的模块化及并联技术/“十二五”国家重点图书出版规划项目·新能源电能变换与控制技术丛书》适合于分布式新能源发电、微电网运行、UPS、通信电源等领域的科研工作者阅读，也可作为大专院校相关专业的教师、研究生和高年级本科生的教学参考书。

内容简介

　　《分布式逆变电源的模块化及并联技术/“十二五”国家重点图书出版规划项目·新能源电能变换与控制技术丛书》以分布式新能源发电独立运行或并网运行系统、模块化UPS并联冗余等供电系统为主题，系统而全面地论述了分布式逆变电源的模块化及并联技术的基础理论和工程设计方法。

目录

第1章 绪论
1.1 模块化逆变电源系统的发展
1.1.1 电源系统供电方式的发展
1.1.2 逆变电源系统串并联冗余技术及系统基本结构
1.1.3 模块化逆变电源电路拓扑
1.1.4 模块化电源系统的设计策略
1.2 逆变电源并联及均流控制技术综述
1.2.1 逆变电源模块并联运行的特点
1.2.2 逆变电源并联运行基本原理
1.2.3 逆变电源并联运行的应用领域
1.3 逆变电源并联运行时的几种控制方式
1.3.1 集中控制方式
1.3.2 主从控制方式
1.3.3 分散逻辑控制方式
1.3.4 无互连线独立控制方式
1.4 模块化逆变电源并联技术应用现状与展望
参考文献
第2章 逆变电源系统的并联冗余运行基础理论
2.1 逆变电源系统的并联冗余结构
2.1.1 简单并联冗余系统结构
2.1.2 双模并联冗余系统结构
2.1.3 混合并联冗余系统结构
2.1.4 热/冷备用冗余系统结构
2.1.5 N+X并联冗余系统结构
2.2 逆变电源并联系统的可靠性分析
2.2.1 逆变电源并联系统的可靠性模型
2.2.2 N+X并联冗余系统的可靠性分析
2.3 逆变器并联系统的数学模型
2.3.1 逆变器的状态空间模型
2.3.2 三相逆变电源的磁路耦合
2.3.3 电压型逆变器的等效输出阻抗模型
2.3.4 单相逆变电源并联系统的稳态数学模型
2.3.5 单相逆变电源并联系统的动态数学模型
2.3.6 三相逆变电源并联系统的数学模型
2.4 逆变电源并联系统的环流特性
2.4.1 并联系统环流的稳态特性分析
2.4.2 并联系统环流的动态特性分析
2.4.3 电压闭环并联系统环流特性分析
2.5 三相逆变器磁路耦合对并联系统环流的影响
2.5.1 磁路耦合对环流动态特性的影响
2.5.2 三相逆变器并联系统中的零序环流
参考文献
第3章 逆变电源并联运行数字化同步控制技术及其影响
3.1 并联系统中双极性SPWM调制方式比较
3.1.1 SPWM的同步调制和异步调制
3.1.2 并联同步的SPWM调制方式
3.2 数字化同步锁相控制技术
3.2.1 锁相环的基本原理
3.2.2 数字锁相环（DPLL）的模型分析
3.2.3 DPLL的基本设计与实现
3.2.4 基于离散傅里叶变换鉴相的数字化锁相建模及参数设计
3.3 数字化控制的并联系统中相位同步误差的补偿技术
3.3.1 数字化同步控制中的频率调节分辨率分析
3.3.2 同步控制的频率补偿技术——SPWM重新调制基本原理
3.3.3 SPWM重新调制特性分析
3.3.4 逆变电源并联系统重新调制控制数字化的实现
3.3.5 实验研究
3.4 数字化同步控制对并联均流特性的影响
3.4.1 数字化量化误差对并联系统的影响
3.4.2 数字化SPWM调制的控制特性分析
3.4.3 数字化同步控制方式下并联系统均流特性分析
参考文献
第4章 逆变电源并联系统谐波环流抑制技术
4.1 逆变电流并联系统谐波环流抑制的必要性分析
4.1.1 并联系统谐波环流的形成
4.1.2 谐波环流对并联系统的影响
4.2 瞬时功率理论及谐波电流检测
4.2.1 瞬时功率理论简介
4.2.2 单相输出功率及谐波电流检测
4.3 逆变电源并联系统谐波环流抑制技术
4.3.1 非线性负载下并联系统谐波电流分析
4.3.2 并联系统谐波环流抑制策略
参考文献
第5章 全数字化逆变电源的分散逻辑并联控制技术
5.1 分散逻辑并联控制的基本概念
5.2 逆变电源分散逻辑并联控制的原理
5.2.1 基于分散逻辑控制的并联系统控制结构与算法
5.2.2 基于分散逻辑并联控制系统的内外同步锁相控制
5.2.3 基于相量的均流控制技术
5.2.4 瞬时均流控制技术
5.3 基于分散逻辑控制的全数字化并联系统设计
5.3.1 数字化功率检测技术
5.3.2 模块间信息交换的实现方法
5.3.3 基于双环控制的并联控制策略
5.3.4 有功和无功电流的调节 190
5.3.5 分散逻辑控制并联逆变电源设计实例
5.3.6 分散逻辑并联控制系统的仿真与实验
参考文献
第6章 逆变电源无互连线并联控制技术
6.1 基于下垂特性的无互连线并联控制技术
6.1.1 逆变电源无互连线并联中下垂特性的含义
6.1.2 下垂特性隐含的通信机制
6.1.3 下垂特性系数的选取
6.1.4 下垂特性控制下逆变电源并机动态过程分析
6.1.5 实验结果
6.2 基于电力线载波通信的无互连线并联控制技术
6.2.1 电力线载波通信及其在逆变电源无互连线并联中的应用
6.2.2 利用电力线载波通信实现逆变电源无互连线并联系统设计
6.2.3 利用电力线载波通信实现逆变电源无互连线并联的控制策略
6.2.4 仿真分析与实验结果
参考文献
第7章 基于解耦控制的逆变电源无互连线并联控制策略
7.1 逆变电源无互连线并联系统的数学模型
7.1.1 单相逆变电源数学模型
7.1.2 逆变电源并联系统数学模型及环流分析
7.2 下垂特性的局限性
7.3 逆变电源无互连线并联中的解耦控制
7.3.1 一般的解耦控制策略
7.3.2 新型解耦控制策略
7.3.3 新型解耦控制策略对稳态功率均分的影响
7.4 参数变化对解耦控制的影响
7.4.1 负载变化时解耦控制效果
7.4.2 逆变电源输出基波等效阻抗变化时的解耦控制效果
7.5 多台逆变电源并联时的解耦控制
7.5.1 三台逆变电源并联时的解耦控制
7.5.2 三台逆变电源并联时解耦控制的局限性分析
7.5.3 多台逆变电源并联时的解耦控制
7.6 仿真分析与实验结果
7.6.1 仿真分析
7.6.2 实验结果
参考文献
第8章 分布式逆变电源的系统监控与管理技术
8.1 逆变电源并联系统监控技术的发展
8.1.1 逆变电源监控系统概述 247
8.1.2 电源监控系统的体系结构
8.1.3 电源监控通信技术研究现状
8.1.4 逆变电源监控系统典型实例
8.2 逆变电源并联系统中的数据通信技术
8.2.1 设备层的数字通信技术
8.2.2 现场总线通信技术
8.2.3 逆变电源中其他通信方式
8.2.4 电源监控系统的抗干扰措施与通信差错检测
8.2.5 数字通信技术在模块化电源中的应用
8.3 逆变电源并联系统故障分析与保护
8.3.1 并联系统故障及其处理策略
8.3.2 并联系统故障检测
8.3.3 故障处理
8.3.4 并联系统的投入与退出
8.4 逆变电源并联并网系统的能量管理技术
8.4.1 分布式逆变电源系统的新应用形式——微网系统
8.4.2 分布式发电微网系统的能量管理技术
8.4.3 可再生能源发电微网系统的能量管理技术
参考文献
第9章 逆变器模块并联系统设计方法及典型应用
9.1 逆变器模块并联系统设计方法
9.1.1 系统设计指标及要求
9.1.2 硬件电路系统设计
9.1.3 旁路控制策略及过载保护综合切换逻辑电路设计
9.1.4 冲击和短路保护电路设计及其实验研究
9.1.5 软件系统设计
9.1.6 工程化技术研究
9.2 逆变电源模块化并联系统的典型应用
9.2.1 逆变电源模块化并联系统在UPS中的应用
9.2.2 逆变电源模块化并联技术在光伏发电系统中的应用
9.2.3 逆变电源模块化并联技术在储能系统中的应用
9.2.4 逆变电源模块化并联系统在微网中的应用
参考文献

前言/序言

　　逆变电源的模块化及其最优化并联控制运行，是交流电源系统从传统的集中式供电向分布式供电乃至全功能电源系统供电模式发展过程中必须解决的关键技术问题。该技术的运用可大大提高逆变电源系统的灵活性，打破了逆变电源在功率等级上的局限，用户可根据需要任意组合系统的功率，同时可方便的采用冗余设计，因而具有可靠性高、易大功率化的优点。电源模块产品标准化和规范化，可降低不同容量电源的设计成本和重复投资，并减少生产和维护费用。
　　目前，使用特种电源供电的装备日趋增多，其中逆变电源为这些装备提供了特种动力，并对于改善供电质量、提高供电效率、防止供电污染和提高供电的可靠性等方面都有十分重要的意义。当今供电系统的主要要求为高可靠性和大功率化，两者都与逆变电源的并联（逆变电源之间或逆变电源与公共电网之间）运行控制密切相关。
　　与此同时，采用多种能源并联组成的分布式发电系统，是大力发展可再生能源，提高供电电源可靠性，扩大供电系统容量的重要途径。分布式能源系统的供电可以由多种能源经电力变换（主要以逆变电源为主的电能变换）组网形成，其各供电单元具有分散性，且多并接于交流电网母线上。对于小型的分布式发电系统，其供电单元一般为并联型逆变电源。因此，分布式供电模式主要分为两种，一种是独立的分布供电（Stand-alone），主要应用在公用电网难以覆盖的地区或微型电网中；另一种是电网交互式分布并网供电（Utility-interactive），目前得到了较为广泛的应用，如以光伏电池（PV）所构成的分布式供电系统中，独立发电系统和并网发电（Grid-connected）系统已成为光伏发电应用的主流。多台分布式电源连接在一起即可构成相应的分布式供电系统或分布式供电网络。一般而言，分布式供电是利用相对较小的电源功率模块来组合成积木式、智能化的大功率电源供电系统设计方式。由于分布式电源供电系统具有供电质量高、系统灵活性好，可减少产品种类和便于规范化、标准化生产，可靠性高，使用维护方便等优点，得到了广泛的应用。
　　理想的分布式发电系统包括并联或并网的逆变电源模块、输出线路阻抗、交流总线以及接在交流总线上的负载，其中逆变电源是整个分布式发电系统运行的核心，它负责将分布式能源通过逆变变换、均流控制等技术变换为电能并实现系统的并联组网运行。逆变电源的并联控制方式一般分为集中控制、主从控制、分散逻辑控制和无互连线独立控制等多种，其中以分散逻辑控制及无互连线独立控制适合于并网逆变电源分散的分布式发电系统。目前，世界上许多国家的电源公司在逆变器的并联冗余控制技术方面已经做了大量的工作，并有一系列的产品投入了使用，特别是在UPS系统、新能源发电系统、蓄电池储能充放电系统、航空航天供电系统、大型计算机供电系统、通信电源系统等多种应用领域。逆变电源多采用模块化组合和并联控制运行方式。
　　分布式电源系统采用模块化技术并加上冗余不间断供电功能，则构成了新型的全功能电源系统供电模式。这种全功能电源系统能克服其他各种供电模式的缺陷，又能实现电力的冗余，是几乎具备所有电源功能优点的电源系统，同时它还具有容错功能和网络监控功能，因而使电源系统的可靠性大为提高。
　　近十年来国内在逆变电源模块化并联控制技术的研究也已取得了长足的进步。迄今为止，部分电源生产企业与一些高等院校或相关研究机构合作攻关，已形成了国产化的系列产品。华中科技大学电力电子研究中心从20世纪90年代初开始，和国内有关单位一起从事逆变电源模块化及并联控制技术的研究，取得了一些有价值的研究成果，推广了一批较成熟的技术，引起了国内有关部门和应用单位的重视。本书作者由十多年来潜心研究逆变电源模块化及并联控制技术的相关研究人员组成，该方向的研究课题组已承担了多项国家级和省部级科研攻关课题，积累了较为系统的设计理论与丰富的实践经验，所培养的该研究方向毕业学生已输送到国内多家高新企业，研究成果已在多种实际产品和系统中得到应用。
　　近十多年来，国内外关于逆变电源模块化及并联控制技术的研究很多，积累了大量的文献，成果也极为丰硕。因此，本书期望，一方面在全面总结国内外相关研究成果的基础上，对逆变器模块化和并联技术进行归纳和总结，为模块化逆变电源系统的研究及设计提供基础理论依据和分析方法；另一方面，较为全面地介绍这类系统的控制方法和应用领域，将逆变电源模块化及并联控制技术进行理论的系统化和工程的可实现化，将研究成果与国内外同行共享，并便于读者在解决实际问题的过程中加以利用。此外，对目前国际上较新的研究课题，如采用无互连线独立控制的并联系统运行方式，尽管由于现有市场需求动力不足，尚未得到大规模的应用，但其应用潜力不可忽视；逆变器模块化及并联技术在新能源发电、储能、微网及智能电网中的应用也越来越广泛。这些内容，本书也给予了充分的重视，希望读者给予关注，从而推动逆变器模块化及并联技术的进一步发展。
　　本书共分九章，第1章简述了模块化DC/AC变换器的的发展背景、分类与特点，以及逆变电源并联冗余结构及运行控制的基本方法、应用领域和发展趋势；第2章介绍了逆变器并联系统的数学模型及并联基础理论，重点分析逆变电源系统的并联运行结构和工作原理、模块电源并联系统可靠性特性，阐明了并联系统环流运行特性（包括三相逆变器磁路耦合对环流的影响）的分析方法；第3章主要介绍了并联同步的SPWM调制基本原理及数字化同步锁相控制技术、同步锁相的重新调制控制技术、逆变电源并联运行数字化同步控制技术对并联均流特性的影响；第4章介绍了逆变电源并联系统运行中谐波环流形成的原因，以及基于瞬时功率理论的谐波环流检测提取方法，分析了并联系统动态均流特性以及谐波环流抑制技术；第5章重点介绍了分散逻辑控制的概念和基本控制原理，分析了全数字化逆变电源的分散逻辑并联控制的系统结构、内外同步锁相算法以及模块间信息交换实现方法及基本的均流控制策略；第6章介绍了逆变电源并联系统中无互连线控制的基本技术需求，分析了逆变电源无互连线并联中下垂特性的含义、所隐含的通信机制及下垂特性系数的选取方法，同时提出了一种利用电力线载波通信实现逆变器无互连线并联的控制策略；第7章分析了基于下垂特性控制的局限性，分析了基于解耦控制的无互连线并联控制策略，重点阐述了负载、线路阻抗等参数变化对解耦控制效果的影响，并进行了多台逆变器并联时解耦控制的局限性分析；第8章介绍了分布式逆变电源的系统监控应用以及数据通信技术，阐述了逆变电源并联系统的故障保护策略与投入/退出切换逻辑，简要介绍了分布式发电系统中逆变电源并联系统的能量管理技术；第9章侧重于介绍逆变器模块并联系统设计方法及典型应用，包括含逆变电源并联系统的测试方法、提高逆变电源模块冗余度的热插拔结构及模块的热插拔设计方法、逆变电源并联运行系统在UPS中的应用、逆变电源模块化并联技术在光伏发电系统中的应用等。
　　在本书的选题和出版过程中，得到了丛书编辑委员会、电子工业出版社及国家重点基础研究发展计划（973计划—高渗透率下微网与大电网相互作用机理研究，项目批准号：2009CB219701）的大力支持，作者在此深表谢意。本书的基本研究内容已历经十多年的变化，特别是近几年相关研究工作和相关技术飞速发展，模块化逆变电源和并联运行控制技术的应用领域也越来越广泛，因而在写作的过程中只能不断进行基本内容的调整。在本书的撰写过程中，得到了陈坚教授、程时杰院士、杨荫福教授、段献忠教授、徐德鸿教授、康勇教授及阮新波教授的不断鼓励，在此表示衷心感谢！
　　在本书的编写过程中，我的同事和研究生也参与了部分章节的整理和编写工作，他们是刘邦银博士，完成了第1章和第9章的大部分编写工作；张宇博士，完成了第2章的部分编写工作；林新春博士，完成了第6章和第7章的编写工作；蔡涛博士，完成了第8章的编写工作。本书的其他章节及全书的统稿工作由段善旭完成。对曾在实验室从事相关研究工作，现已毕业的硕士生和博士生，作者也要表示深深的谢意，他们是孟宇、陈息坤、郭卫农、李剑、孔雪娟、余蜜、曾建友、冯锋、陈君杰、白丹、刘永桥、毛谷雨、张昌盛、舒为亮、夏斌、陈国英、吴阐、殷民等。
　　向参与本书制图、书稿整理付出辛勤劳动的张睿和博士后陈昌松，研究生芦铭辉、金莉、邱纯、周元峰、蔡久青、黄羚、江玲、马梦隐、赵锦波、史尤杰、仰冬冬、石林、任成达、范军等同学表示感谢。本书的编写工作得到了华中科技大学电气与电子工程学院应用电子工程系同事和研究生的支持和帮助，在此一并表示衷心的感谢。
　　作者还要对书末所列参考文献的所有作者表示衷心感谢。
　　由于作者的学识有限且时间紧迫，在逆变电源的模块化及并联运行控制技术领域还有很多内容没能在本书中得到反映，恳请读者谅解。书中内容、结构也难免有及疏漏、不当和错误之处，敬请有关专家和各位读者对本书给予批评和指正。
　　编著者

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书还行。书是2月7号到了，但要到17号才送到。即使库里的东西多，但也不至于要晚10天吧。

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