电力电子装置及系统

以电子电子装置涉及的核心技术为目标，全面介绍电力电子装置中四类常用的变换技术，并以大功率逆变技术为重点，详细讨论热点拓扑技术，强化学生对电力电子装置的认识。进而以电力电子装置的服务对象为目标，介绍当前电力系统中电力电子技术的重要应用场景，如直流输电、新能源发电等系统，并讨论相关应用技术，帮助学生形成电力电子系统的概念。为满足现代电力电子装置的开发和调试需求，率先引入大功率变换器电磁暂态建模、实时仿真等技术进入教材，详细讲解建模要点和仿真方法。本书理论分析与实践设计相结合，并配合开放性的习题，用于激发学生对电力电子技术的兴趣。可作为高等院校电气工程及其自动化、自动化及相关专业的本科教材；也可作为电力电子专业的硕士生、博士生和教师的参考用书。

本书在电气类本科课程“电力电子技术”的基础上，充分考虑高年级本科生和研究生的知识结构和学习需求，从电力电子变换的四类基本形式，即交流-直流、直流-直流、直流-交流和交流-交流，进行分类介绍。涉及电路拓扑、调制方式、控制方法等方面，构成现代电力电子装置的核心技术基础。进一步地，选择常规高压直流输电系统、分布式光伏并网发电系统作为电力电子装置的典型应用场景，从系统层面分析电力电子装置与“源”“网”“荷”等环节的匹配规律和控制方法。最后，为满足现代电力电子装置的开发和调试需求，对变换器电磁暂态建模、仿真等技术要点和方法进行了讲解。本书理论分析与实践设计相结合，可作为高等院校电气工程及其自动化、自动化及相关专业的本科教材，以及电力电子专业的硕士生、博士生和教师的参考用书，对从事电力电子装置开发和系统运行的科研人员和工程技术人员也有很实际的参考价值。

序
前言
第1章绪论
1.1电力电子装置概述
1.1.1功率单元
1.1.2控制单元
1.1.3散热单元
1.1.4机箱
1.1.5人机接口
1.2电力电子系统概述
1.2.1与“源”匹配
1.2.2与“网”匹配
1.2.3与“荷”匹配
1.3功率半导体器件
1.3.1电力二极管
1.3.2晶闸管
1.3.3功率晶体管
1.3.4功率场效应晶体管
1.3.5绝缘栅双极型晶体管
1.3.6碳化硅器件
1.3.7氮化镓器件
习题
第2章交流-直流整流装置
2.1二极管整流器
2.1.1六脉波二极管整流电路
2.1.2串联型多脉冲二极管整流电路
2.1.3并联分立型多脉波二极管整流电路
2.2晶闸管整流器
2.3PWM整流器
2.3.1单相PWM整流电路
2.3.2三相PWM整流电路
2.3.3维也纳整流电路
习题
第3章直流-直流变换装置
3.1非隔离变换器
3.1.1基本非隔离型电路
3.1.2高增益电路
3.1.3PWM控制方法
3.2隔离变换器
3.2.1反激电路
3.2.2正激电路
3.2.3半桥电路
3.2.4全桥电路
3.2.5Boost型隔离变换器
3.3双向变换器
3.3.1Buck/Boost电路
3.3.2Buck-Boost电路
3.3.3三电平Buck/Boost电路
3.3.4双有源桥电路
习题
电力电子装置及系统
目录第4章直流-交流逆变装置
4.1两电平电压源型逆变器
4.1.1SPWM
4.1.2SVPWM
4.2多电平级联H桥逆变器
4.2.1单相H桥单元
4.2.2级联H桥逆变电路
4.2.3基于载波方式的PWM
4.3多电平中点箝位逆变器
4.3.1三电平NPC逆变电路
4.3.2SVPWM
4.4PWM电流源型逆变器
4.4.1单电流源型逆变电路
4.4.2梯形波调制
4.4.3选择谐波消除调制
4.4.4SVPWM
4.5模块化多电平逆变器
4.5.1基本单元电路
4.5.2模块化多电平逆变电路
4.5.3MMC主电路参数选择
习题
第5章交流-交流变压装置
5.1电压源型背靠背变流器
5.1.1电路结构
5.1.2独立控制方法
5.1.3总体控制策略
5.2电流源型背靠背变流器
5.2.1电路结构
5.2.2控制原理
5.2.3控制方法
5.3高频隔离型电力电子变压器
5.3.1电路结构及工作原理
5.3.2控制策略
5.4矩阵变换器
5.4.1电路结构和工作原理
5.4.2调制方法
5.4.3控制策略
习题
第6章高压直流输电系统
6.1高压直流输电系统概述
6.2特高压直流输电系统
6.2.1换流器
6.2.2滤波器组
6.2.3平波电抗器
6.2.4旁路开关
6.3特高压直流输电控制系统
6.3.1特高压直流输电控制系统V/I特性
6.3.2分层控制系统
6.3.3精细化分层控制模型
6.3.4换相失败案例分析
习题
第7章新能源（光伏）并网发电系统
7.1分布式光伏开发概述
7.2分布式光伏发电系统构成
7.2.1直流变换器
7.2.2并网逆变器
7.2.3控制策略
7.3分布式光伏电站实例
7.3.1地理位置
7.3.2一次电气接线
7.3.3二次通信接线
7.3.4发电收益概况
习题
第8章电力电子装置仿真与开发
8.1电磁暂态仿真求解算法
8.1.1状态空间法
8.1.2节点分析法
8.2电力电子装置建模方法
8.2.1详细开关模型
8.2.2二值电阻模型
8.2.3伴随离散电路模型
8.2.4平均值模型
8.2.5开关函数模型
8.3测试系统验证及对比
8.3.1测试系统
8.3.2仿真精度验证
8.3.3仿真效率验证
8.4实时仿真技术
8.4.1实时仿真硬件平台
8.4.2实时仿真开发流程
8.4.3硬件在环仿真
习题
参考文献