Voltage-Sourced Converters in Power Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Yazdani, Amirnaser; Iravani, Reza;

出品人:

页数:451

译者:

出版时间:2010-2

价格:1019.00 元

装帧:

isbn号码:9780470521564

丛书系列:

图书标签:

• 电气工程：电力电子
• 电气工程：电力系统
• 电气工程
• control
• VSC
• HVDC
• 电力电子
• 电压源换流器
• 电力系统
• 可再生能源
• 并网逆变器
• 电力变换
• 谐波控制
• 电力质量
• 微电网
• 柔性交流输电系统

探索能源转型的核心技术：现代电力系统中的电力电子应用 在这个日新月异的能源时代，电力系统的运作模式正在经历一场深刻的变革。随着可再生能源如太阳能、风能的广泛接入，以及电动汽车、智能电网等新兴应用的普及，传统电力系统的稳定性、灵活性和效率面临着前所未有的挑战。在这样的背景下，电力电子技术，尤其是基于半导体器件的电力变换器，已然成为推动这场能源转型不可或缺的核心驱动力。本文旨在深入探讨现代电力系统中各类电力电子变换器的设计、分析、控制以及应用，为理解和构建更智能、更可持续的未来电网提供坚实的理论基础和实践指导。 第一部分：电力电子变换器基础理论与关键技术 本部分将从基础出发，系统梳理电力电子变换器工作原理、关键器件特性以及分析方法。 半导体电力器件： 涵盖二极管、晶闸管（SCR）、双极结型晶体管（BJT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）以及碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽禁带器件的最新发展。深入分析其导通压降、开关损耗、热阻、耐压能力和电流能力等核心参数，探讨不同器件在不同应用场景下的选择依据和优化设计。 基本变换器拓扑： 详细解析DC-DC变换器（如降压、升压、升降压、Cuk、SEPIC、Zeta变换器）、DC-AC变换器（逆变器，包括单相、三相、多电平逆变器）以及AC-AC变换器（交流调压器、频率变换器）的电路结构、工作模式和功率流动原理。重点关注其纹波特性、电磁干扰（EMI）抑制以及功率密度提升的策略。 控制策略与调制技术： 深入介绍电压模式控制、电流模式控制（包括电压外环、电流内环；平均电流模式控制）、迟滞电流控制等基本控制算法。详细阐述脉冲宽度调制（PWM）技术（包括自然采样PWM、规则采样PWM、空间矢量PWM (SVPWM)）的原理及其在不同变换器拓扑中的应用，并对载波频率、开关损耗与输出谐波之间的权衡进行分析。 仿真与建模： 介绍常用的电力电子仿真软件（如MATLAB/Simulink、PSCAD/EMTDC、PLECS）在变换器建模、性能分析和系统集成方面的应用。强调状态空间平均法、平均模型法以及瞬态仿真法在不同分析需求下的适用性。 第二部分：现代电力系统中电力电子变换器的核心应用 本部分将聚焦电力电子变换器在现代电力系统各个关键领域的具体应用，展示其在解决现实问题中的重要作用。 可再生能源接入： 光伏发电系统： 详细介绍光伏阵列的特性，以及最大功率点跟踪（MPPT）技术（如扰动观察法、电导增量法）在最大化能量捕获中的作用。深入探讨并网型光伏逆变器的设计，包括DC-AC转换、谐波抑制、电网同步控制以及并网安全标准。 风力发电系统： 分析不同类型风力发电机（如永磁同步发电机PMSG、双馈感应发电机DFIG）的电气特性。重点研究适用于风力发电的电力电子接口，包括变桨控制、变速恒频（VSC）发电系统的拓扑结构（如两级式、单级式）、控制策略以及有功功率和无功功率的解耦控制。 储能系统集成： 探讨锂离子电池、超级电容器等储能技术在电力系统中的应用。详细介绍储能变流器（Bi-directional DC-DC Converter）的设计与控制，实现能量的充放电管理、电压支撑以及频率调节功能。分析储能系统与可再生能源的协同工作模式。 电网互联与柔性交流输电系统（FACTS）： 高压直流输电（HVDC）： 阐述LCC-HVDC（线换相换流器）和VSC-HVDC（电压源换流器）的原理、优势与劣势。重点分析VSC-HVDC在柔性互联、异步电网互联以及长距离输电中的关键作用，以及其对电网稳定性的积极影响。 FACTS器件： 深入研究静止无功补偿器（SVC）、同步相控晶闸管（STATCOM）、串联补偿器（STATCOM）和统一潮流控制器（UPFC）等FACTS装置的结构、工作原理和控制方法。分析它们在改善输电能力、提高系统稳定性、抑制电压波动和功率振荡方面的作用。 电动汽车（EV）充电与车辆到电网（V2G）技术： 车载充电机（OBC）： 介绍单相、三相AC充电以及DC快速充电的原理。分析OBC的拓扑结构（如PFC变换器、DC-DC隔离变换器），关注效率、功率密度、EMI和充电速度。 非车载充电桩： 探讨交直流充电桩的组成和工作方式。 V2G技术： 详细阐述利用电动汽车的电池作为分布式电源向电网反向输送能量的技术。分析V2G系统中的双向电力电子变换器设计、通信协议以及对电网的潜在价值（如削峰填谷、频率支撑）。 智能电网与微电网： 微电网管理： 介绍微电网的组成、运行模式（并网、孤岛）以及功率管理策略。重点分析微电网中的DC母线技术、分布式电源的协调控制以及与主网的交互。 智能电网的互联与控制： 探讨电力电子变换器在实现电网信息传递、分布式能源管理、需求侧响应以及电能质量优化中的作用。分析基于先进控制算法的电网互联和鲁棒控制技术。 第三部分：面向未来的挑战与发展趋势 展望未来，电力电子技术在应对能源挑战、实现可持续发展方面仍将扮演关键角色。 高功率密度与高效率： 持续探索新型半导体材料（如GaN、SiC）的应用，以及先进的拓扑结构和封装技术，实现变换器的小型化、轻量化和高效率。 先进控制理论： 研究基于人工智能（AI）、机器学习的预测控制、自适应控制以及模型预测控制（MPC）等先进控制算法，提升电力电子系统的智能化水平和鲁棒性。 电磁兼容性（EMC）与电磁干扰（EMI）抑制： 针对高频开关带来的EMI问题，研究更有效的滤波技术、屏蔽技术以及拓扑优化策略。 可靠性与寿命： 关注电力电子器件在复杂工况下的可靠性问题，研究热管理、过载保护以及故障诊断技术，延长系统寿命。 系统集成与协同优化： 强调电力电子变换器作为系统集成商的角色，研究如何实现多变换器、多能源系统的高效协同工作，构建一体化的能源管理平台。 通过对上述内容的深入研究与探索，读者将能够全面掌握现代电力系统中电力电子变换器的基本原理、核心技术及其广泛而深刻的应用，为推动能源转型、构建安全可靠、高效绿色的未来电力系统提供知识储备与技术支持。

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阅读体验上，本书的图表质量和排版设计堪称业界标杆。在处理复杂的瞬态响应分析时，清晰的波形图和直观的相平面图是理解其物理意义的关键。这部作品在这方面做得极其出色，几乎每一张图表都能起到“一图胜千言”的效果，极大地降低了理解高阶数学模型的认知负担。更难得的是，作者在引入复杂的数学工具（比如状态空间法或卡尔曼滤波在系统状态估计中的应用）时，总是能巧妙地将其与具体的物理现象联系起来，避免了数学推导的枯燥感。这使得那些对纯数学推导感到畏惧的读者，也能循着物理直觉逐步掌握核心技术。对于我个人而言，这种图文并茂、理论与可视化紧密结合的风格，极大地提升了学习效率，也让我能够更自信地在技术报告中使用复杂的分析工具来支撑我的结论。

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这本书给我的最深感受是其强烈的“系统集成”意识。它并非孤立地讨论某一个转换器模块，而是将其置于整个电网或微电网的大背景下进行审视。这种宏观的视角至关重要，因为它揭示了局部优化可能导致的全局性能下降的风险。作者对接口标准、通信协议以及不同子系统间信息交互的讨论，虽然不是全书的主体，但却是点睛之笔，体现了作者对现代复杂能源系统架构的深刻理解。它不仅仅是关于“如何设计一个好的转换器”的指南，更是关于“如何将这个转换器高效、稳定地集成到现有或未来电网”的战略蓝图。这种超越单个组件层面的思考，对于规划者、系统架构师以及希望参与到下一代智能电网建设中的工程师来说，具有极高的参考价值和指导意义，真正做到了从器件到系统的全景式覆盖。

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这部著作的问世，对于电力电子领域的研究者和工程师来说，无疑是一份厚礼。它的深度和广度都令人印象深刻，尤其是对理论基础的扎实构建，为理解现代电力系统中的复杂动态提供了坚实的基石。我尤其欣赏作者在概念引入时所展现出的严谨性，每一步推导都清晰可循，绝无含糊其辞之处。书中对各种拓扑结构的详尽剖析，不仅仅停留在电路图的展示层面，更是深入挖掘了它们在实际运行中的损耗机制、热管理挑战以及电磁兼容性（EMC）方面的考量。这些细节，往往是在标准教材中被一笔带过，却是在工程实践中决定成败的关键要素。例如，作者对高频开关对电网谐波影响的建模分析，其精细程度远超我此前阅读的任何资料。它迫使读者重新审视那些看似成熟的控制策略，从更根本的物理定律层面去优化性能，追求极致的效率和可靠性。对于那些希望从“使用”电力电子设备跃升到“设计”和“创新”的专业人士而言，这本书无疑是不可或缺的案头参考，它所提供的洞察力是无价的。

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初捧此书，最直观的感受是其对工程实践中“痛点”的精准把握。很多理论书籍往往止步于理想化的模型，但本书似乎深谙实际工程项目中的预算限制、元器件的局限性以及现场调试的种种棘手问题。它对功率器件的选型、散热结构的优化，以及如何在高可靠性要求下实现成本效益平衡的探讨，都非常接地气。我特别留意了其中关于故障诊断和容错机制的部分，这在当前电力系统对连续运行时间要求日益严苛的背景下，显得尤为重要。作者没有将安全冗余视为简单的备份系统，而是将其融入到整体架构的优化之中，实现主动的健康监测和预测性维护。这种将硬件局限、软件智能与系统安全深度融合的思路，为我未来的项目规划提供了全新的视角。这种务实的态度，使得这本书的价值超越了纯粹的学术研究，直接与工业界的实际需求接轨。

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这本书的叙事节奏有一种独特的吸引力，它不是那种平铺直叙的教科书式写作，更像是经验丰富的老教授在为你娓娓道来一个复杂学科的演进脉络。行文间透露出一种历经沉淀后的从容与自信，尤其是在探讨控制系统设计时，作者似乎能预判到读者可能产生的困惑，并提前给出富有洞察力的解释。我发现，许多前沿的研究方向和挑战，如大电网与分布式能源的稳定耦合问题，都在书中得到了富有远见的讨论。它没有直接给出万能药方，而是巧妙地引导读者去思考那些隐藏在表面之下的系统性约束。这种引导性的叙述方式极大地激发了我的批判性思维，让我不再满足于接受既有的解决方案，而是开始主动探究替代性的设计路径。特别值得称赞的是，书中对不同控制算法在非线性条件下的鲁棒性对比分析，那种细致入微的比较，使得选择最适合特定应用场景的方案成为一项有据可依的科学决策，而不是凭感觉的试错过程。

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搞动态的应该好好看看，讲得很清楚，可以结合仿真把概念和方法弄明白。

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搞动态的应该好好看看，讲得很清楚，可以结合仿真把概念和方法弄明白。

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非常棒的一本VSC 建模的书 里面各种变换与模型很详细

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搞动态的应该好好看看，讲得很清楚，可以结合仿真把概念和方法弄明白。

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