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光伏與風力發電系統并網變換器

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  • 資料語言:中文版
  • 文檔格式:PDF文檔
  • 資料類別:電力電氣
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  • 基本簡介
精心推薦: 并網   發電   風力   變換器   系統
光伏與風力發電系統并網變換器
作 者: (丹)特奧多雷斯庫 等著,周克亮,王政,徐青山 譯
出版時間: 2012
內容簡介
  并網變換器對于可再生能源接入電網十分重要。隨著可再生能源接入電網規模不斷擴大,并網所提出的要求也越來越嚴格。當前并網變換器要求能夠具有一些高級功能,如有功功率和無功功率的動態控制、系統能夠在較大電壓和頻率范圍內運行、低電壓故障穿越、電網故障下無功電流注入、支撐電網電壓等。本書介紹了目前光伏和風力發電并網變換器常用的結構、調制策略和控制方法。除了電力電子方面的知識,本書還涉及了光伏和風力發電系統與電網相關的一些其他技術。根據當前光伏和風力發電系統并網要求,本書主要討論了以下內容:用于光伏和風力發電的并網變換器拓撲結構;光伏系統的孤島檢測方法;基于廣義2階積分器的電網同步技術;變換器在電網不對稱故障下高性能同步技術;用于電流控制和諧波補償的比例諧振控制器技術;并網濾波器設計及有源阻尼技術;電網故障下包含正、負序分量的功率控制方法。本書適合電氣工程背景的研究生和可再生能源相關專業技術人員閱讀。
目錄
譯者序
原書序
原書作者簡介
第1章緒論
1.1風力發電的進展
1.2光伏發電的進展
1.3并網變換器——風力發電和光伏發電系統并網的關鍵要素
參考文獻
第2章光伏逆變器結構
2.1簡介
2.2由H橋拓撲派生出的逆變器結構
2.2.1基本全橋逆變器
2.2.2H5逆變器(SMA)
2.2.3HERIC逆變器(Sunways)
2.2.4REFU逆變器
2.2.5帶有直流旁路的全橋逆變器——FB-DCBP(Ingeteam)
2.2.6全橋零電壓整流器——FB-ZVR
2.2.7派生自H橋的拓撲小結
2.3由NPC拓撲派生出的逆變器結構
2.3.1中點鉗位型(NPC)半橋逆變器
2.3.2Conergy NPC逆變器
2.3.3派生自NPC的逆變器拓撲小結
2.4典型光伏逆變器結構
2.4.1帶有高頻變壓器的H橋升壓型光伏逆變器
2.4.2帶有低頻變壓器的升壓型逆變器
2.5三相光伏逆變器
2.6控制結構
2.7結論及未來趨勢展望
參考文獻
第3章光伏并網標準
3.1簡介
3.2國際標準
3.2.1IEEE 1547分布式發電并網標準
3.2.2IEC 61727電力設備接口特性
3.2.3VDE 0126-1-1安全
3.2.4IEC 61000電磁兼容性(EMC-低頻)
3.2.5EN 50160公共配電系統電壓質量
3.3電網異常狀態時的響應特性
3.3.1電壓偏差
3.3.2頻率偏差
3.3.3恢復并網
3.4電能質量
3.4.1直流電流注入
3.4.2電流諧波
3.4.3平均功率因數
3.5反孤島的要求
3.5.1IEEE 1547/UL 1741對反孤島的定義
3.5.2IEC 62116對反孤島的定義
3.5.3VDE 0126-1-1對反孤島的定義
3.6小結
參考文獻
第4章單相功率變換器的電網同步
4.1簡介
4.2單相系統的電網同步技術
4.2.1采用傅里葉分析的電網同步
4.2.2采用鎖相環的電網同步
4.3基于正交信號的相角檢測方法
4.4一些基于正交信號發生器的PLL
4.4.1基于T/4傳輸延時的PLL
4.4.2基于Hilbert變換的PLL
4.4.3基于反Park變換的PLL
4.5一些基于自適應濾波器的PLL
4.5.1改進型PLL
4.5.22階自適應濾波器
4.5.32階廣義積分器
4.5.4基于2階廣義積分器的PLL
4.62階廣義積分器鎖頻環
4.6.12階廣義積分器鎖頻環的分析
4.7小結
參考文獻
第5章孤島檢測
5.1簡介
5.2檢測盲區
5.3孤島檢測方法概述
5.4被動式孤島檢測方法
5.4.1過/欠頻率和過/欠電壓檢測法
5.4.2相角跳變檢測法(PJD)
5.4.3諧波檢測法(HD)
5.4.4被動式檢測法比較
5.5主動式孤島檢測方法
5.5.1頻率漂移法
5.5.2電壓漂移法
5.5.3電網阻抗估算法
5.5.4基于鎖相環的孤島檢測法
5.5.5主動式孤島檢測法比較
5.6小結
參考文獻
第6章風力發電系統并網變換器結構
6.1簡介
6.2風力發電系統結構
6.3并網變換器拓撲
6.3.1單單元變換器(VSC或CSC)
6.3.2多單元變換器(交錯式或級聯式)
6.4風力發電系統控制
6.4.1發電機側控制
6.4.2風力發電系統并網控制
6.5小結
參考文獻
第7章風機系統的并網要求
7.1簡介
7.2并網標準的演變
7.2.1丹麥
7.2.2德國
7.2.3西班牙
7.2.4英國
7.2.5愛爾蘭
7.2.6美國
7.2.7中國
7.2.8小結
7.3正常工作情況下的頻率和電壓偏移
7.4正常工作情況下的有功功率控制
7.4.1功率限制輸出
7.4.2頻率控制
7.5正常工作情況下的無功功率控制
7.5.1德國
7.5.2西班牙
7.5.3丹麥
7.5.4英國
7.5.5愛爾蘭
7.5.6美國
7.6電網擾動下的運行狀況
7.6.1德國
7.6.2西班牙
7.6.3美國西部電力協調委員會
7.7并網規范中有關諧波的探討
7.8未來趨勢
7.8.1本地電壓控制
7.8.2慣性模擬(IE)
7.8.3功率振蕩阻尼(POD)
7.9小結
參考文獻
第8章三相功率變換器的電網同步
8.1簡介
8.2電網故障情況下的三相電壓矢量
8.2.1電網故障情況下的不對稱電網電壓
8.2.2瞬時電網故障、電壓跌落
8.2.3電壓跌落的派生
8.3不對稱及畸變電網條件下的同步參考坐標系鎖相環
8.4解耦雙同步參考坐標系鎖相環(DDSRF-PLL)
8.4.1雙同步參考坐標系
8.4.2解耦網絡
8.4.3解耦雙同步參考坐標系的分析
8.4.4解耦雙同步參考坐標系鎖相環的結構和響應
8.5雙2階廣義積分器鎖頻環(DSOGI-FLL)
8.5.1雙2階廣義積分器的結構
8.5.2雙2階廣義積分器與解耦雙同步參考坐標系的關系
8.5.3對應于雙2階廣義積分器的鎖頻環
8.5.4雙2階廣義積分器鎖頻環的響應
8.6小結
參考文獻
第9章風力發電系統并網變換器控制
9.1簡介
9.2變換器的模型
9.2.1L濾波器逆變器的數學模型
9.2.2LCL濾波器逆變器的數學模型
9.3交流電壓和直流電壓控制
9.3.1直流母線電壓控制
9.3.2通過交流電流控制實現的直流母線電壓級聯控制
9.3.3PI控制器的調節
9.3.4基于PI的電壓控制設計實例
9.4電壓定向控制和直接功率控制
9.4.1同步坐標系電壓定向控制:PQ開環控制
9.4.2同步坐標系電壓定向控制:PQ閉環控制
9.4.3靜止坐標系電壓定向控制:PQ開環控制
9.4.4靜止坐標系電壓定向控制:PQ閉環控制
9.4.5基于虛擬磁通的控制
9.4.6直接功率控制
9.5離網、微電網、下垂控制和電網支撐
9.5.1無負載分配的并網/離網運行
9.5.2帶可控儲能裝置的微電網運行
9.5.3下垂控制
9.6小結
參考文獻
第10章電網故障情況下的并網變換器控制
10.1簡介
10.2不對稱電網電壓條件下并網變換器的控制技術概述
10.3用于不對稱電流注入的控制結構
10.3.1用于不對稱電流注入的解耦雙同步坐標系電流控制器
10.3.2用于不對稱電流注入的諧振控制器
10.4不對稱電網條件下的功率控制
10.4.1瞬時有功-無功控制(IARC)
10.4.2正序和負序控制(PNSC)
10.4.3平均有功-無功控制(AARC)
10.4.4對稱的正序控制(BPSC)
10.4.5IARC、PNSC、AARC和BPSC策略的性能比較
10.4.6靈活正序和負序控制(FPNSC)
10.5帶電流限制的靈活功率控制
10.5.1不對稱電網條件下的電流矢量軌跡
10.5.2三相電流的瞬時值
10.5.3各相最大電流的估計
10.5.4最大有功功率和無功功率設定點的估計
10.5.5靈活正序和負序控制的性能
10.6小結
參考文獻
第11章并網濾波器設計
11.1簡介
11.2濾波器拓撲
11.3設計注意事項
11.4LCL濾波器與電網相互作用的實例
11.5諧振問題和阻尼方案
11.5.1無阻尼電流控制環的不穩定性
11.5.2電流控制環的無源阻尼
11.5.3電流控制環的有源阻尼
11.6濾波器的非線性特性
11.7小結
參考文獻
第12章并網電流控制
12.1簡介
12.2并網電流諧波標準
12.3獨立調制的線性電流控制
12.3.1平均化技術
12.3.2PI控制
12.3.3無差拍控制
12.3.4諧振控制
12.3.5諧波補償
12.4調制技術
12.4.1單相調制
12.4.2三相調制
12.4.3多電平調制
12.4.4交錯調制
12.5電流控制型變換器的運行限制條件
12.6實例
12.7小結
參考文獻
附錄
附錄A三相系統的空間矢量變換
A.1簡介
A.2頻域中的對稱分量
A.3時域中的對稱分量
A.4靜止參考坐標系下的αβ0分量
A.5同步參考坐標系下的dq0分量
參考文獻
附錄B瞬時功率理論
B.1簡介
B.2時域內單相系統功率定義的起源
B.3多相系統有功電流的起源
B.4多相系統功率電流的瞬時計算
B.5p-q理論
B.6任意多相系統的廣義p-q理論
B.7改進的p-q理論
B.8三相功率系統的廣義瞬時無功功率理論
B.9小結
參考文獻
附錄C諧振控制器
C.1簡介
C.2內模原理
C.3dq坐標系下PI控制器與αβ坐標系下PR控制器的等效性

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