新能源发电变流技术
出版时间:
2018-07
版次:
1
ISBN:
9787111600268
定价:
69.90
装帧:
平装
开本:
16开
纸张:
胶版纸
页数:
331页
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由于当今经济社会可持续发展的需要，人们迫切呼吁建立以清洁、可再生能源为主的新能源结构逐渐取代以污染严重、资源有限的化石能源为主的传统能源结构。大规模开发和利用以太阳能、风能为代表的新能源对于我国能源结构调整和绿色可持续发展具有重要意义，而新能源发电变流技术则是新能源发电系统不可或缺的核心关键技术。本书面向具有一定电力电子技术基础的高年级本科生或研究生，以典型新能源发电技术为切入点，深入浅出地阐述和讨论新能源发电概述、并网逆变器及其控制、并网光伏发电及逆变器技术、风电变流器及其控制、微网逆变器及其控制、储能功率变换系统及其控制、新能源发电中的孤岛效应、新能源发电并网导则及故障穿越等内容。 张兴，男，教授、博导、安徽省政协委员。1984年毕业于合肥工业大学工业自动化专业。2008.1—2016.1年任合肥工业大学电气与自动化工程学院副院长，现任电气与自动化工程学院学术委员会副主任。依托合肥工业大学“电力电子与电力传动”重点学科和教育部光伏工程研究中心，长期开展新能源发电中的电力电子技术研究，主持国家重点研发计划、支撑计划、自然科学基金等科研项目多项，发表学术论文100余篇，出版学术专著4部（国家十二五重点图书）、教材2部（国家规划教材1部），获授权发明专利40余项，并领导团队与阳光电源股份有限公司开展了近20年长期而富有成效的产学研合作，使多项成果实现了产业化。
主要研究领域与方向
1. 智能光伏发电及其逆变控制技术；
2. 超大容量风力发电及其变流控制技术；
3. 分布式发电及其电力电子化稳定控制技术；
4. 储能系统及其虚拟同步发电机控制；
5. 新能源汽车电驱动技术。
开设课程
电力电子技术
高等电力电子技术
现代电力电子专题
代表性论文、著作与专利（限200字以内）
主编专著与教材：
1. PWM整流器及其控制，机械工业出版社（国家十二五重点图书出版计划），2011.
2. 太阳能光伏并网发电及其逆变控制，机械工业出版社（国家十二五重点图书出版计划），2011.
3. 永磁同步全功率风力发电变流器及控制，电子工业出版社（国家十二五重点图书出版计划），2011.
4. 电力电子技术，科学出版社（国家十二五规划教材），2012
5. 高等电力电子技术，机械工业出版社，2011. 前言
第1章新能源发电概述111光伏发电 3
111光伏发电概述3
112光伏发电的原理及分类4
12风力发电 10
121风力发电概述10
122风力发电的原理及分类12
13小水力发电 18
131小水力发电概述18
132小水力发电的原理及分类18
14海洋能发电 22
141海洋能发电概述22
142海洋能发电的原理及分类22
15燃料电池发电 29
151燃料电池发电概述29
152燃料电池发电的原理及分类30
思考题32
参考文献33
第2章并网逆变器及其控制3421并网逆变器概述 34
22同步坐标系下并网逆变器的数学模型 37
23基于电网电压定向的直接电流控制策略 39
24基于LCL滤波的并网逆变器控制 41
241概述41
242无源阻尼法43
243有源阻尼法47
244LCL滤波器参数设计56
25并网逆变器控制中的锁相环技术 60
251锁相环概述60
252锁相环的基本实现方法60
253三相软件锁相环技术67
254单相软件锁相环技术71
255锁相环控制参数整定74
思考题77
参考文献77
新能源发电变流技术目录第3章并网光伏发电及逆变器技术7931并网光伏发电系统的体系结构 79
311集中式结构 80
312组串式结构81
313集散式结构82
314交流组件式结构83
315直流组件式结构83
316协同式结构84
32并网光伏逆变器 84
321隔离型并网光伏逆变器结构85
322非隔离型并网光伏逆变器101
323微型逆变器113
33光伏系统的MPPT技术 124
331概述 124
332基于输出特性曲线的开环MPPT方法126
333扰动观测法127
334电导增量法135
34光伏系统PID效应及防护措施139
341PID效应概述139
342PID效应的防护141
思考题144
参考文献144
第4章风电变流器及其控制14641风力发电系统概述146
411风力发电机的基本构成146
412风电机组的基本类型147
42双馈型风力发电机及其变流器控制151
421双馈型风力发电机及其变流系统151
422双馈电机数学模型154
423双馈电机的工作原理及工作状态162
424双馈型风电变流器的控制策略166
43全功率型风电变流器及其控制175
431永磁同步全功率型风力发电机及其变流器控制175
432异步全功率型风力发电机及其变流器控制185
思考题195
参考文献195
第5章微网逆变器及其控制19751微网系统概述197
511微网的构成与定义197
512微网的分类与控制204
52微网逆变器及其控制208
521下垂控制209
522电压频率给定控制216
523有功、无功给定控制217
524微网逆变器的双模式控制及无缝切换218
53虚拟同步发电机控制224
531虚拟同步发电机思想的提出224
532同步发电机基本原理225
533虚拟同步发电机控制实现229
534虚拟同步发电机与同步发电机的区别231
535虚拟同步发电机的应用232
本章小结234
思考题234
参考文献235
第6章储能功率变换系统及其控制23861储能系统的概述238
611储能系统的基本类型238
612典型储能系统中的变流技术245
62储能功率变换系统控制策略256
621功率变换系统的控制要求256
622储能系统功率变换系统控制策略257
思考题262
参考文献262
第7章新能源并网发电中的孤岛效应26671孤岛效应的基本问题266
711孤岛效应发生的机理266
712孤岛效应的检测268
713并网逆变器发生孤岛时的理论分析269
72基于并网逆变器的被动式反孤岛策略 273
721过/欠电压、过/欠频率反孤岛策略273
722基于相位跳变的反孤岛策略275
723基于电压谐波检测的反孤岛策略277
73基于并网逆变器的主动式反孤岛策略 278
731频移法278
732基于功率扰动的反孤岛策略282
733阻抗测量方案284
74不可检测区域与反孤岛策略的有效性评估 285
741基于ΔP×ΔQ坐标系孤岛检测的有效性评估285
742基于L×Cnorm坐标系孤岛检测的有效性评估290
思考题295
参考文献295
第8章新能源发电并网导则及故障穿越29781新能源发电并网导则 297
82电网电压跌落故障的分类 303
83风力发电机的低电压穿越及控制 307
831双馈型风力发电机的低电压穿越及控制307
832全功率型风力发电机的低电压穿越及控制316
84光伏发电系统的低电压穿越及控制 320
85并网系统的低电压穿越测试 324
851电网模拟器325
852新能源发电系统的低电压穿越测试325
思考题329
参考文献330
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内容简介:
由于当今经济社会可持续发展的需要，人们迫切呼吁建立以清洁、可再生能源为主的新能源结构逐渐取代以污染严重、资源有限的化石能源为主的传统能源结构。大规模开发和利用以太阳能、风能为代表的新能源对于我国能源结构调整和绿色可持续发展具有重要意义，而新能源发电变流技术则是新能源发电系统不可或缺的核心关键技术。本书面向具有一定电力电子技术基础的高年级本科生或研究生，以典型新能源发电技术为切入点，深入浅出地阐述和讨论新能源发电概述、并网逆变器及其控制、并网光伏发电及逆变器技术、风电变流器及其控制、微网逆变器及其控制、储能功率变换系统及其控制、新能源发电中的孤岛效应、新能源发电并网导则及故障穿越等内容。
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作者简介:
张兴，男，教授、博导、安徽省政协委员。1984年毕业于合肥工业大学工业自动化专业。2008.1—2016.1年任合肥工业大学电气与自动化工程学院副院长，现任电气与自动化工程学院学术委员会副主任。依托合肥工业大学“电力电子与电力传动”重点学科和教育部光伏工程研究中心，长期开展新能源发电中的电力电子技术研究，主持国家重点研发计划、支撑计划、自然科学基金等科研项目多项，发表学术论文100余篇，出版学术专著4部（国家十二五重点图书）、教材2部（国家规划教材1部），获授权发明专利40余项，并领导团队与阳光电源股份有限公司开展了近20年长期而富有成效的产学研合作，使多项成果实现了产业化。
主要研究领域与方向
1. 智能光伏发电及其逆变控制技术；
2. 超大容量风力发电及其变流控制技术；
3. 分布式发电及其电力电子化稳定控制技术；
4. 储能系统及其虚拟同步发电机控制；
5. 新能源汽车电驱动技术。
开设课程
电力电子技术
高等电力电子技术
现代电力电子专题
代表性论文、著作与专利（限200字以内）
主编专著与教材：
1. PWM整流器及其控制，机械工业出版社（国家十二五重点图书出版计划），2011.
2. 太阳能光伏并网发电及其逆变控制，机械工业出版社（国家十二五重点图书出版计划），2011.
3. 永磁同步全功率风力发电变流器及控制，电子工业出版社（国家十二五重点图书出版计划），2011.
4. 电力电子技术，科学出版社（国家十二五规划教材），2012
5. 高等电力电子技术，机械工业出版社，2011.
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目录:
前言
第1章新能源发电概述111光伏发电 3
111光伏发电概述3
112光伏发电的原理及分类4
12风力发电 10
121风力发电概述10
122风力发电的原理及分类12
13小水力发电 18
131小水力发电概述18
132小水力发电的原理及分类18
14海洋能发电 22
141海洋能发电概述22
142海洋能发电的原理及分类22
15燃料电池发电 29
151燃料电池发电概述29
152燃料电池发电的原理及分类30
思考题32
参考文献33
第2章并网逆变器及其控制3421并网逆变器概述 34
22同步坐标系下并网逆变器的数学模型 37
23基于电网电压定向的直接电流控制策略 39
24基于LCL滤波的并网逆变器控制 41
241概述41
242无源阻尼法43
243有源阻尼法47
244LCL滤波器参数设计56
25并网逆变器控制中的锁相环技术 60
251锁相环概述60
252锁相环的基本实现方法60
253三相软件锁相环技术67
254单相软件锁相环技术71
255锁相环控制参数整定74
思考题77
参考文献77
新能源发电变流技术目录第3章并网光伏发电及逆变器技术7931并网光伏发电系统的体系结构 79
311集中式结构 80
312组串式结构81
313集散式结构82
314交流组件式结构83
315直流组件式结构83
316协同式结构84
32并网光伏逆变器 84
321隔离型并网光伏逆变器结构85
322非隔离型并网光伏逆变器101
323微型逆变器113
33光伏系统的MPPT技术 124
331概述 124
332基于输出特性曲线的开环MPPT方法126
333扰动观测法127
334电导增量法135
34光伏系统PID效应及防护措施139
341PID效应概述139
342PID效应的防护141
思考题144
参考文献144
第4章风电变流器及其控制14641风力发电系统概述146
411风力发电机的基本构成146
412风电机组的基本类型147
42双馈型风力发电机及其变流器控制151
421双馈型风力发电机及其变流系统151
422双馈电机数学模型154
423双馈电机的工作原理及工作状态162
424双馈型风电变流器的控制策略166
43全功率型风电变流器及其控制175
431永磁同步全功率型风力发电机及其变流器控制175
432异步全功率型风力发电机及其变流器控制185
思考题195
参考文献195
第5章微网逆变器及其控制19751微网系统概述197
511微网的构成与定义197
512微网的分类与控制204
52微网逆变器及其控制208
521下垂控制209
522电压频率给定控制216
523有功、无功给定控制217
524微网逆变器的双模式控制及无缝切换218
53虚拟同步发电机控制224
531虚拟同步发电机思想的提出224
532同步发电机基本原理225
533虚拟同步发电机控制实现229
534虚拟同步发电机与同步发电机的区别231
535虚拟同步发电机的应用232
本章小结234
思考题234
参考文献235
第6章储能功率变换系统及其控制23861储能系统的概述238
611储能系统的基本类型238
612典型储能系统中的变流技术245
62储能功率变换系统控制策略256
621功率变换系统的控制要求256
622储能系统功率变换系统控制策略257
思考题262
参考文献262
第7章新能源并网发电中的孤岛效应26671孤岛效应的基本问题266
711孤岛效应发生的机理266
712孤岛效应的检测268
713并网逆变器发生孤岛时的理论分析269
72基于并网逆变器的被动式反孤岛策略 273
721过/欠电压、过/欠频率反孤岛策略273
722基于相位跳变的反孤岛策略275
723基于电压谐波检测的反孤岛策略277
73基于并网逆变器的主动式反孤岛策略 278
731频移法278
732基于功率扰动的反孤岛策略282
733阻抗测量方案284
74不可检测区域与反孤岛策略的有效性评估 285
741基于ΔP×ΔQ坐标系孤岛检测的有效性评估285
742基于L×Cnorm坐标系孤岛检测的有效性评估290
思考题295
参考文献295
第8章新能源发电并网导则及故障穿越29781新能源发电并网导则 297
82电网电压跌落故障的分类 303
83风力发电机的低电压穿越及控制 307
831双馈型风力发电机的低电压穿越及控制307
832全功率型风力发电机的低电压穿越及控制316
84光伏发电系统的低电压穿越及控制 320
85并网系统的低电压穿越测试 324
851电网模拟器325
852新能源发电系统的低电压穿越测试325
思考题329
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