可再生能源系统高级变流技术及应用
作 者： （新加坡）罗方林，（新加坡）叶虹 著； 刘长浥，贺敬，苏媛媛 等译
出版时间：2014
丛编项： 国际电气工程先进技术译丛
内容简介
能量转换技术是电力电子学的关键，对于需要大量变流器的可再生能源系统更是如此。本书描述了高级变流技术并提供了可再生能源系统（包括风电机组及太阳能板发电系统）使用的变流器及逆变器的设计案例。作为预备性内容，本书首先回顾了天文学和地球物理学的基本知识，然后系统介绍了200多种最初由作者开发的高级换流器拓扑，包括150多种现代变流技术的更新电路。本书还讨论了新近发表的拓扑，并详尽分析了新型变流器电路。这些创新方法包括可应用于超举变流器和其他变流器的分裂电容器和分裂电抗器技术。除了介绍很多前沿技术之外，作者还解决了一些历史问题，如准确确定单相整流器导通角和功率因数校正。他们还介绍了一种新级数梯次多电平逆变器。这种逆变器可使用很少器件来产生更多电平，克服了脉宽调制（PWM）逆变器的缺点，开辟了更广阔的工业应用领域。本书两作者是高级变流技术的开拓者。他们创建了大量变流器，包括世界著名的DC/DC罗氏变流器和超举罗氏变流器。本书包含了大量案例和图表，可以指导读者设计可再生能源系统使用的高级变流器。本书可供从事电力电子技术的科研和工程技术人员阅读，也可供高等院校相关专业师生参考。
目录
译者序
原书前言
作者简介
第1章引言
1.1宇宙中的恒星
1.2银河系，星云和黑洞
1.3红移和宇宙大爆炸
1.4太阳系
1.5地球
1.5.1地球是圆的
1.5.2公转和自转
1.5.3地球是太阳系的行星
1.5.4地层
1.5.5地壳的化学构成
1.5.6地球上的水
1.5.7地壳构造板块
1.5.8地球是非常脆弱的
1.5.9地球的地质年龄
1.5.10保护地球
参考文献
第2章新能源
2.1核裂变
2.1.1裂变过程
2.1.2链式反应
2.2核聚变
2.2.1聚变过程
2.2.2氢元素
2.2.3聚变反应
2.2.4热核聚变
2.3微中子的捕获
2.3.1微中子
2.3.2微中子的来源
2.3.3微中子探测
2.4小结
参考文献
可再生能源系统高级变流技术及应用目录第3章3G和可再生能源
3.1分布式发电
3.1.1规模经济性
3.1.2就地发电
3.1.3分布式能源
3.1.4成本因素
3.2微电网
3.3智能电网
3.4太阳能
3.5可再生能源
参考文献
第4章电力电子学
4.1本书使用的符号和因数
4.1.1电力系统使用的符号
4.1.2AC系统使用的因数和符号
4.1.3DC系统使用的因数和符号
4.1.4功率开关系统使用的因数和符号
4.1.5其他因数和符号
4.1.6快速傅里叶变换
4.2AC/DC整流器
4.2.1历史问题
4.2.2现代化电路
4.2.3功率因数校正方法
4.3DC/DC变流器
4.3.1现代化变流器
4.3.2新概念和数学建模
4.3.3功率比校核
4.4DC/AC逆变器
4.4.1现有逆变器分类
4.4.2现代化电路
4.4.3软开关方法
4.5AC/AC变流器
4.6AC/DC/AC和DC/AC/DC变流器
参考文献
第5章不可控AC/DC变流器
5.1引言
5.2单相半波变流器
5.2.1R负荷
5.2.2R-L负荷
5.2.3带续流二极管的R-L电路
5.2.4带反电动势的R-L负荷电路
5.2.5带电容滤波器的单相半波整流器
5.3单相全波变流器
5.3.1R负荷
5.3.2R-C负荷
5.3.3R-L负荷
5.4三相半波变流器
5.4.1R负荷
5.4.2R-L负荷
5.5六相半波变流器
5.5.1带中性线的六相电路
5.5.2平衡扼流双反星电路
5.6三相全波变流器
5.7多相全波变流器
5.7.1六相全波二极管整流器
5.7.2六相双桥式全波二极管整流器
5.7.3六相双变压器双桥全波二极管整流器
5.7.4六相三变压器双桥全波二极管整流器
参考文献
第6章可控AC/DC变流器
6.1引言
6.2单相半波可控变流器
6.2.1R负荷
6.2.2R-L负荷
6.2.3R-L负荷加反电动势Vc
6.3单相全波可控变流器
6.3.1α>φ，断续负荷电流
6.3.2α=φ，连续负荷电流的边缘状态
6.3.3α<φ，连续负荷电流
6.4三相半波可控整流器
6.4.1R负荷电路
6.4.2R-L负荷电路
6.5六相半波可控整流器
6.5.1带中性线六相电路
6.5.2平衡扼流双反星电路
6.6三相全波可控变流器
6.7多相全波可控变流器
6.8线路电感对输出电压的影响（重叠）
参考文献
第7章AC/DC变流器的功率因数校正
7.1引言
7.2DC/DC变换整流器
7.3PWM升压型整流器
7.3.1直流侧的PWM升压型整流器
7.3.2电源侧PWM升压型整流器
7.4抽头变压器型整流器
7.5单级功率因数校正AC/DC整流器
7.5.1工作原理
7.5.2数学模型推导
7.5.3仿真结果
7.5.4试验结果
7.6VIENNA整流器
7.6.1电路分析与工作原理
7.6.2提议的控制算法
7.6.3提议的VIENNA整流器的控制器框图
7.6.4变流器的设计与仿真结果
7.6.5试验结果
参考文献
第8章经典DC/DC变流器
8.1引言
8.2基本变流器
8.2.1降压变流器
8.2.2升压变流器
8.2.3升降压变流器
8.3正输出升降压变流器
8.3.1降压运行模式
8.3.2升压运行模式
8.3.3升降压运行模式
8.3.4运行控制
8.4变压器型变流器
8.4.1正励变流器
8.4.2反励变流器
8.4.3推挽变流器
8.4.4半桥变流器
8.4.5桥式变流器
8.4.6Zeta变流器
8.5成熟变流器
8.5.1正输出罗氏变流器（基本电路）
8.5.2负输出罗氏变流器（基本电路）
8.5.3双输出罗氏变流器（基本电路）
8.5.4Cúk变流器
8.5.5单端初级电感变流器
8.6分接电感式变流器
参考文献
第9章电压举升变流器
9.1引言
9.2七种自举变流器
9.2.1自举Cúk变流器
9.2.2自举正输出罗氏变流器
9.2.3反向自举正输出罗氏变流器
9.2.4自举负输出罗氏变流器
9.2.5反向自举负输出罗氏变流器
9.2.6自举SEPIC变流器
9.2.7增强型自举正输出罗氏变流器
9.3正输出罗氏变流器
9.3.1再举电路
9.3.2三举电路
9.3.3四举电路
9.3.4小结
9.4负输出罗氏变流器
9.4.1再举电路
9.4.2负输出三举电路
9.4.3负输出四举电路
9.4.4小结
9.5改进的正输出罗氏变流器
9.5.1自举电路
9.5.2再举电路
9.5.3多举电路
9.6双输出罗氏变流器
9.6.1自举电路
9.6.2再举电路
9.6.3三举电路
9.6.4四举电路
9.6.5小结
9.7Cúk电压举升变流器
9.7.1基本自举Cúk电路
9.7.2成熟自举Cúk变流器
9.7.3再举Cúk变流器
9.7.4多举Cúk变流器
9.7.5基本自举电路与成熟自举电路的仿真及试验验证
9.8SEPIC电压举升变流器
9.8.1自举SEPIC电路
9.8.2再举SEPIC电路
9.8.3多举SEPIC变流器
9.8.4再举SEPIC变流器的仿真及试验结果2709.9其他双输出升压变流器
9.9.1基本电路
9.9.2自举双输出电路
9.9.3加强系列双输出电路
9.9.4加强型双输出自举电路的仿真及试验验证
9.10投切电容式变流器
9.10.1一阶投切电容式降压变流器
9.10.2二阶投切电容式升降压变流器
9.10.3三阶投切电容式正输出罗氏变流器
9.10.4三阶投切电容式负输出罗氏变流器
9.10.5讨论
参考文献
第10章超举变流器和特举变流器
10.1引言
10.2正输出超举罗氏变流器
10.2.1主系列
10.2.2附加系列
10.2.3增强系列
10.2.4再增强系列
10.2.5多级增强系列
10.2.6正输出超举罗氏变流器概要
10.3负输出超举罗氏变流器
10.3.1主系列
10.3.2负输出附加系列
10.3.3增强系列
10.3.4再增强系列
10.3.5负输出多级增强系列
10.3.6负输出罗氏超举变流器概要
10.4正输出级联升压变流器
10.4.1主系列
10.4.2附加系列
10.4.3双升压系列
10.4.4三升压系列
10.4.5多升压系列
10.4.6正输出级联罗氏变流器概要
10.5负输出级联升压变流器
10.5.1主系列
10.5.2负输出附加系列
10.5.3双升压系列
10.5.4三升压系列
10.5.5多升压系列
10.5.6负输出级联升压变流器概要
10.6特举罗氏变流器
10.6.1特举罗氏变流器的运行
10.6.2瞬时值
10.6.3特举罗氏变流器与其他变流器的增益比较
10.6.4仿真结果
10.6.5试验结果
10.6.6小结
参考文献
可再生能源系统高级变流技术及应用目录ⅩⅦ第11章分裂电容器和分裂电感器技术及其在正输出超
举罗氏变流器中的应用
11.1引言
11.2分裂电容器
11.3分裂电感器
11.4用于正输出超举罗氏变流器中的分裂电容器和分裂电感器
11.4.1两分裂电容(α=2)用于正输出基本超举电路
11.4.2两分裂电感(β=2)应用于基本正输出SL电路
11.4.3α分裂电容和β分裂电感应用于基本正输出SL电路
11.5主系列
11.6MEC，分裂电容器用于双倍增强电路
11.7附加系列
11.7.1基本附加电路
11.7.2再举附加电路
11.7.3三举附加电路
11.7.4多举附加电路
11.8多级系列
11.8.1增强系列
11.8.2再增强电路
11.8.3多级增强电路
11.9使用分裂电容器和分裂电感器的正输出超举罗氏变流器概要
11.10仿真结果
11.10.1再举电路仿真结果
11.10.2再举附加电路仿真结果
11.11试验结果
11.11.1再举电路试验结果
11.11.2再举附加电路试验结果
参考文献
ⅩⅧ第12章脉宽调制DC/AC逆变器
12.1引言
12.2脉宽调制技术中使用的参数
12.2.1调制比
12.2.2谐波参数
12.3典型脉宽调制逆变器
12.3.1电压源逆变器
12.3.2电流源逆变器
12.3.3阻抗网络逆变器（Z源逆变器）
12.3.4DC/AC逆变器电路
12.4单相电压源逆变器
12.4.1单相半桥电压源逆变器
12.4.2单相全桥电压源逆变器
12.5三相全桥电压源逆变器
12.6三相全桥电流源逆变器
12.7多级脉宽调制逆变器
12.7.1单极性脉宽调制电压源逆变器
12.7.2多单元脉宽调制电压源逆变器
12.7.3多电平脉宽调制逆变器
12.8阻抗网络逆变器（Z源逆变器）
12.8.1与VSI、CSI的比较
12.8.2等效电路和运行方式
12.8.3电路分析及计算
12.9扩展升压Z源升压逆变器
12.9.1Z源逆变器及基本拓扑
12.9.2扩展升压准Z源逆变器拓扑
12.9.3仿真结果
参考文献
第13章多电平和软开关DC/AC逆变器
13.1引言
13.2二极管钳位（中性点钳位）多电平逆变器
13.3电容器钳位（飞跨电容器）多电平逆变器
13.4使用H桥变流器的多电平逆变器
ⅩⅨ13.4.1级联等电压多电平逆变器
13.4.2二进混合多电平逆变器
13.4.3准线性多电平逆变器
13.4.4三进混合多电平逆变器
13.5其他种类的多电平逆变器
13.5.1广义多电平逆变器
13.5.2混合电平多电平逆变器拓扑
13.5.3三相两电平逆变器连接组成的多电平逆变器
13.6软开关多电平逆变器
13.6.1用于无刷直流电机的直流环节电压凹陷逆变器
13.6.2谐振极逆变器
13.6.3基于变压器的直流环节谐振逆变器
参考文献
第14章太阳能板发电系统使用的高级多电平DC/AC逆变器
14.1引言
14.2级数（数列）
14.2.1算术级数
14.2.2几何级数
14.2.3特殊级数
14.3梯式多电平DC/AC逆变器
14.3.1特殊开关
14.3.2梯式逆变器的一般电路
14.3.3线性梯式逆变器
14.3.4自然数梯式逆变器
14.3.5奇数梯式逆变器
14.3.6二进梯式逆变器
14.3.7修正的二进梯式逆变器
14.3.8罗氏级数梯式逆变器
14.3.9叶氏级数梯式逆变器
14.3.10三进梯式逆变器
14.4各种梯式逆变器的比较
14.5太阳能板发电系统
14.6仿真和试验结果
14.7投切电容式多电平DC/AC逆变器
ⅩⅩ14.7.1多电平DC/AC逆变器使用的投切电容器
14.7.2仿真与试验结果
14.8超举多电平DC/AC逆变器
14.8.1某些正输出超举罗氏变流器
14.8.2多电平DC/AC逆变器使用的超举变流器
14.8.3仿真与试验结果
参考文献
第15章传统AC/AC变流器
15.1引言
15.2单相AC/AC调压变流器
15.2.1相控式单相AC/AC电压控制器
15.2.2开关控制型单相AC/AC电压控制器
15.3三相AC/AC调压变流器
15.3.1相控三相交流电压控制器
15.3.2三相三线全控交流电压控制器
15.4周波变换器
15.4.1单相输入/单相输出的周波变换器
15.4.2三相周波变换器
15.4.3周波变换器控制策略
15.4.4周波变换器谐波及输入电流波形
15.4.5周波变换器输入位移/功率因数
15.4.6电源阻抗的影响
15.4.7周波变换器性能仿真分析
15.4.8强制换向周波变换器
15.5矩阵变流器
15.5.1矩阵变流器的运行及控制方法
15.5.2矩阵变流器中的换向及保护问题
参考文献
第16章改进的AC/AC变流器
16.1DC调制的单级AC/AC变流器
16.1.1双向互斥开关SM-SS
16.1.2DC/DC变流器数学建模
16.1.3DC调制单级降压型AC/AC变流器
16.1.4DC调制单级升压型AC/AC变流器
16.1.5DC调制单级升降压型AC/AC变流器
ⅩⅪ16.2其他类型的DC调制AC/AC变流器
16.2.1DC调制正输出罗氏变流型AC/AC变流器
16.2.2DC调制二级升压型AC/AC变流器
16.3DC调制多相AC/AC变流器
16.3.1DC调制三相降压型AC/AC变流器
16.3.2DC调制三相升压型AC/AC变流器
16.3.3DC调制三相升降压型AC/AC变流器
16.4降低AC/AC矩阵变流器THD的次包络调制法
16.4.1次包络调制法
16.4.224开关矩阵变流器
16.4.3电流换相
16.4.4仿真和试验结果
参考文献
第17章AC/DC/AC和DC/AC/DC变流器
17.1引言
17.2风力发电系统使用的AC/DC/AC变流器
17.2.1传统AC/AC变流器回顾
17.2.2新型AC/DC/AC变流器
17.2.3与公用电网连接的风力发电系统
17.3DC/AC/DC变流器
17.3.1传统DC/DC变流器回顾
17.3.2斩波型DC/AC/DC变流器
17.3.3投切电容型DC/AC/DC变流器
参考文献
第18章太阳能板和风电机组发电系统的设计
18.1引言
18.2风力发电系统
18.2.1技术特性
18.2.2设计案例
18.2.3变流器设计
18.2.4仿真结果
ⅩⅫ18.3太阳能板发电系统
18.3.1技术特性
18.3.2正输出超举罗氏变流器
18.3.3闭环控制
18.3.4PWM逆变器
18.3.5系统设计
18.3.6仿真结果
参考文献
