风力光伏发电--容错控制

本书以作者的科研成果 为主线，系统介绍了容错控 制技术在风力发电风能转换 系统的故障诊断系统和光伏 发电逆变器故障诊断系统中 的设计和应用。本书共5章 ，第1章为绪论，简要介绍 了容错控制技术和故障诊断 技术的起源、定义和基本思 想。第2章对风力发电系统 的风能转换原理和数学模型 进行了介绍，并阐述了其常 见的故障类型。第3章针对 风能转换系统执行器故障和 传感器故障，详细地对各自 的故障模型进行了重构，建 立了各自的状态观测器和容 错控制器，并进行了稳定性 性能的设计；第4章介绍了 光伏发电系统、太阳能电池 的原理与工作特性以及光伏 发电系统的体系结构，针对 部分遮蔽下的光伏发电系统 ，详细阐述了部分遮挡情况 下多元结构光伏阵列的数学 模型的构建和基于粒子群优 化算法的最大功率点跟踪方 法；第5章则主要阐述了单 相光伏发电逆变器、三相光 伏电压型逆变器、光伏发电 系统LCL型并网逆变器、孤 岛运行微电网多逆变器并联 系统的故障诊断及其容错控 制的构建，以及稳定性性能 的设计。 本书可作为高等院校电 气工程、电气自动化以及相 关专业的教材，也可作为科 研机构研究人员的参考书， 还可供从事相关工作的工程 技术人员参考。

第1章 绪论 1.1 容错控制技术 1.2 故障检测与诊断 1.3 被动容错控制 1.4 主动容错控制 本章小结 第2章 风能转换系统基本原理 2.1 风力发电系统概述 2.2 风能转换系统中的容错控制 2.3 风能转换原理 2.3.1 风力机的空气动力学特性 2.3.2 风力机的特性参数 2.3.3 最大风能捕获 2.4 风能转换系统的故障类型 2.5 风能转换系统动态数学模型 本章小结 第3章 风能转换系统故障容错控制 3.1 模糊控制概述 3.1.1 模糊控制系统的组成 3.1.2 模糊控制模型 3.1.3 T-S模糊控制的设计 3.1.4 线性矩阵不等式 3.1.5 T-S模糊算法在风能转换系统中的应用 3.2 风能转换系统执行器故障容错控制 3.2.1 执行器故障模型描述 3.2.2 T-S模糊系统不确定参数 3.2.3 观测器设计 3.2.4 鲁棒调度容错控制器设计 3.2.5 非线性闭环系统稳定性分析 3.2.6 实例分析 3.3 风能转换系统传感器故障容错控制策略 3.3.1 传感器故障模型描述 3.3.2 基于T-S模糊观测器的FDI设计 3.3.3 状态反馈控制器设计 3.3.4 非线性闭环系统稳定性分析 3.3.5 实例分析 本章小结 第4章 光伏发电系统 4.1 光伏发电系统概述 4.1.1 光伏发电特点及其应用 4.1.2 光伏发电的发展现状及趋势 4.2 光伏电池的原理与工作特性 4.2.1 光伏电池的原理 4.2.2 光伏电池的数学模型 4.2.3 光伏电池的输出特性 4.3 光伏发电系统的体系结构 4.4 部分遮蔽光伏发电系统的建模及MPPT控制 4.4.1 光伏发电系统的建模 4.4.2 部分遮挡光伏系统MPPT控制 4.4.3 实例分析 本章小结 第5章 光伏发电逆变器故障容错控制 5.1 滑模控制 5.1.1 概述 5.1.2 发展概况 5.2 光伏逆变器的电路拓扑 5.2.1 隔离型光伏逆变器 5.2.2 非隔离型光伏逆变器 5.2.3 三电平光伏逆变器 5.3 单相光伏并网逆变器故障容错控制 5.3.1 单相光伏并网发电系统 5.3.2 单相光伏并网逆变器的数学模型 5.3.3 反步滑模控制模型的建立 5.3.4 实例分析 5.4 三相光伏电压型逆变器容错控制 5.4.1 问题描述 5.4.2 状态估计 5.4.3 抗扰动滑模控制器及其稳定性分析 5.4.4 实例分析 5.5 三相光伏LCL型并网逆变器容错控制 5.5.1 问题描述 5.5.2 观测器设计 5.5.3 高阶积分滑模容错控制器及其性能分析 5.5.4 算例分析 5.6 孤岛多逆变器并联传感器容错控制 5.6.1 孤岛T-S模糊模型 5.6.2 状态观测器 5.6.3 T-S模糊容错控制器 5.6.4 实例分析 本章小结 参考文献