Varible Speed Generators pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Boldea, I.

出品人:

页数:552

译者:

出版时间:2005-11

价格:$ 166.05

装帧:HRD

isbn号码:9780849357152

丛书系列:

图书标签:

发电机
可变速度
电力系统
电气工程
能源
电机
控制系统
电力电子
可再生能源
发电

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具体描述

Surveying the technologies used to satisfy the world's demand for open, efficient, and clean electricity, "Variable Speed Generators" provides an in-depth examination of variable-speed generators for both stand-alone and grid-connected applications. Part of "The Electric Generators Handbook, Two-Volume Set", this work offers authoritative, tightly focused treatment of the topologies, steady state and transients modeling, performance, control, design, and testing of stand-alone and grid-connected generators operating at variable speeds. "Variable Speed Generators" thoroughly covers all types of variable-speed generators currently in progress in distributed generation and renewable energy applications around the world. It delves into the steady state, transients, control, and design of claw-pole rotor synchronous, induction, permanent magnet-assisted synchronous, and switched reluctance starter alternators for hybrid-electric vehicles. It also discusses PM synchronous, transverse-flux PM, and flux-reversal PM generators for low-speed wind and hydro energy conversion as well as linear-motion alternators for residential and spacecraft applications. Numerous design and control examples illustrate the discussion. The promise of renewable, sustainable energy rests on our ability to design innovative power systems that are able to harness energy from a variety of sources. "Variable Speed Generators" supplies the tools necessary to design, validate, and deploy the right power generation technologies to fulfill tomorrow's complex energy needs.

《电网稳定与控制技术：现代电力系统的核心挑战》作者： [此处留空，或填写与“Variable Speed Generators”无关的作者名] 出版社： [此处留空，或填写与“Variable Speed Generators”无关的出版社名] 出版日期： [此处留空，或填写与“Variable Speed Generators”无关的日期] --- 内容概要：本书深入剖析了现代电力系统在追求高效率、高可靠性以及整合大量可再生能源背景下面临的复杂稳定性和控制挑战。我们不再将电力系统视为一个由同步发电机主导的、惯性主导的孤立实体，而是将其视为一个高度耦合、动态多变、控制依赖型系统。全书聚焦于在电力电子设备大规模渗透，特别是柔性直流输电（HVDC）、柔性交流输电系统（FACTS）以及分布式能源接入的背景下，传统电力系统运行理论如何被颠覆，以及相应的新型控制策略和先进的分析工具的必要性。本书结构严谨，从基础理论的重塑开始，逐步过渡到前沿的实际应用与未来展望。第一部分：现代电力系统的动态特性重塑第一章：从惯性主导到电子主导：系统动态的本质变化本章首先回顾了传统电力系统同步发电机提供的惯性支撑在现代电网中的削弱趋势。随着化石燃料电厂的退役和并网逆变器（Grid-Forming Inverters, GFI）的普及，系统的固有阻尼和惯性特性正在系统性地下降。我们详细分析了这种变化对暂态稳定和超同步振荡的影响。重点探讨了基于电压源特性的设备如何改变系统的等效阻抗模型，并引入了针对逆变器接入系统的阻抗模型分析方法，这是理解新一代电网动态行为的基础。第二章：先进电力电子设备的建模与同步这一章集中探讨了高功率电力电子设备，如统一电力流控制器（UPFC）、高压串联补偿器（TCSC）以及并网逆变器（Grid-Following, GFL）的精确动态模型。关键在于，我们探讨了如何将这些快速动态设备有效地融入到经典的功角稳定性框架中，同时讨论了如何在仿真和实际运行中处理它们与传统同步机之间的互作用（Interactions）。特别关注了逆变器控制环路的设计对系统小信号稳定性的潜在负面影响，例如高频振荡的产生机制。第三章：次暂态与功角动态的耦合分析传统分析侧重于功角稳定性的中长期动态，但随着快速电力电子的介入，次暂态（Sub-transient）的动态行为对系统整体稳定性的影响愈发显著。本章使用先进的状态空间模型，结合多速率采样理论，分析了逆变器电流环路与慢速的励磁和调速系统之间的耦合关系。我们引入了模态分析技术来识别新的低频和高频振荡模式，这些模式往往与电力电子控制参数高度敏感。 --- 第二部分：电网稳定性的新型控制范式第四章：增强的暂态稳定控制策略针对系统惯量下降带来的快速失稳风险，本章提出了多种增强暂态稳定性的主动控制方案。内容包括： 1. 动态电压支撑（DVS）与动态无功补偿（DQC）：强调了快速无功功率注入在维持电网电压稳定性和功角同步中的作用，超越了传统的SVC/STATCOM功能。 2. 先进的同步稳定器（PSS）替代方案：研究了如何利用逆变器的快速电流控制能力，在功角和频率域实施更优化的阻尼控制，以替代或增强传统的PSS/E系统。 3. 基于能量函数的拓展应用：探讨了如何将经典能量函数理论扩展到包含大量电力电子接口的复杂非线性系统中，以实现更准确的“最坏情况”失稳边界预测。第五章：频率稳定与惯量响应的替代方案在缺乏同步机惯量时，系统对频率扰动的响应速度成为关键。本章详细介绍了替代惯量的技术： 1. 虚拟惯量（Virtual Inertia, VI）的实现与优化：深入分析了基于电流环路和功率预测算法的虚拟惯量控制的实现细节，包括其局限性（如受限于逆变器的最大输出能力和控制带宽）。 2. 快速下垂控制（Fast Droop Control）与有源功率共享：探讨了如何利用先进的通信和协调控制，使分布式能源快速参与频率支撑，并保证在动态过程中的功率平衡。第六章：电压稳定性和潮流控制的柔性化本部分着重于高渗透率分布式电源接入带来的电压波动和潮流控制难题。 1. 局部潮流控制与电压刚度：讨论了FACTS设备和GFI如何协同工作，实现对区域潮流的精细化调控，从而避免长距离输电线的过载和电压越限。 2. “电网形成”技术（Grid-Forming）：详细阐述了GFI从电流源向电压源的转变，如何使它们能够像传统发电机一样提供启动电压、支撑系统弱交流点，并保证系统在并网瞬间的稳定性。这部分内容对比了GFL和GFI在系统短路容量不足环境下的性能差异。 --- 第三部分：工具、应用与未来趋势第七章：实时仿真与先进分析工具为了应对高维、非线性和快速动态系统的挑战，本章介绍了现代电力系统分析所需的高性能工具。重点介绍了： 1. 实时数字仿真（RTDS/HIL）的应用：说明如何利用高保真模型在硬件在环环境中测试复杂的控制算法和保护策略。 2. 大扰动下的稳定裕度分析：介绍了时间序列分析、Lyapunov指数以及基于时间尺度的稳定性评估方法，以区分不同控制机制下系统的动态特性。第八章：黑启动与弱电网的恢复当一个高度依赖逆变器的电网发生大面积停电时，传统的黑启动流程将失效。本章提出了面向未来电网的恢复策略： 1. 含储能系统的协同黑启动：探讨了大型电池储能系统（BESS）如何作为核心电源点，利用其快速响应能力为关键负荷和同步发电机（如果存在）提供启动电源。 2. 逆变器自同步与系统再建立：分析了如何利用先进的GFI控制技术，在无外部同步源的情况下，安全地重建局部电网的电压和频率基准。第九章：标准、互操作性与未来展望本章讨论了实现高比例可再生能源并网所必须解决的标准化和互操作性问题。内容涵盖了最新的IEEE、IEC标准中对电网支撑能力、暂态暂态响应时间的要求，并展望了基于人工智能和自适应控制的下一代电网控制架构，旨在实现真正的自我修复和自我优化能力。 --- 本书特色：本书摒弃了过分依赖同步机模型的传统叙事方式，完全聚焦于电力电子接口和控制系统对电网整体稳定性的决定性影响。它为电力系统工程师、研究人员以及制定电网规范的专业人士提供了一套全面的理论框架和实用的分析技术，以应对21世纪电力系统的复杂性与不确定性。本书的深度和广度确保读者能够从根本上理解现代电网的动态行为，并设计出更具鲁棒性的控制与保护方案。