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本書重點(diǎn)聚焦電力電子變流器及其所構(gòu)成微電網(wǎng)系統(tǒng)的建模及控制基礎(chǔ)理論；同時(shí)精心設(shè)計(jì)了由淺入深、貼合實(shí)際的多個(gè)仿真任務(wù)，力求使讀者能充分理解典型微電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行原理，并能深刻體會(huì)其技術(shù)優(yōu)勢及不足。
　　本書系統(tǒng)介紹了微電網(wǎng)中常見變流器的等效建模和分析設(shè)計(jì)方法，以及多變流器之間的協(xié)調(diào)原理和控制策略，共分9章：緒論、微電網(wǎng)中的變流器、電流控制型DCAC變流器、電壓控制型DCAC變流器、微電網(wǎng)主從控制、微電網(wǎng)下垂控制、微電網(wǎng)二次控制、直流微電網(wǎng)及綜合應(yīng)用實(shí)例。每章后為應(yīng)用仿真實(shí)踐。
　　本書適合電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)人員參考，也能夠?yàn)樾履茉窗l(fā)電、微電網(wǎng)領(lǐng)域的研究生及工程技術(shù)人員提供幫助。

第2版前言
本書自2023年首次出版以來，得到了讀者的廣泛好評(píng)，并且入選了十四五時(shí)期國家重點(diǎn)出版物出版專項(xiàng)規(guī)劃項(xiàng)目（中國能源革命與先進(jìn)技術(shù)叢書）。首版印刷1000冊很快售罄，反映出業(yè)界對微電網(wǎng)領(lǐng)域基礎(chǔ)教材的迫切需求。
經(jīng)過一年的實(shí)踐和反饋，編者認(rèn)為本書仍存在若干問題有待改進(jìn)：首先，部分章節(jié)邏輯較為跳躍，缺少必要的推導(dǎo)過程和分析案例，增加了初學(xué)者的閱讀難度；其次，變流器建模與控制的基礎(chǔ)理論體系尚不完善，部分微電網(wǎng)常見電路及其限幅、鎖相等控制細(xì)節(jié)有所遺漏，特別是直流變流器的建模流程過于簡略；最后，理論仿真實(shí)踐環(huán)節(jié)的聯(lián)系還不夠緊密，缺少對于仿真軟件和實(shí)際工程的介紹�！　�
為進(jìn)一步提升本書的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和實(shí)用性，編者對第1版內(nèi)容進(jìn)行了深入審視和細(xì)致修訂，第2版的主要改進(jìn)如下：
 第1章：緒論部分，結(jié)合丹麥伯恩霍姆島項(xiàng)目、額濟(jì)納旗源網(wǎng)荷儲(chǔ)項(xiàng)目等具體工程實(shí)例，豐富了國內(nèi)外微電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)現(xiàn)狀；新增了對PSCAD、PLECS等微電網(wǎng)領(lǐng)域常用仿真軟件的介紹和對比。
 第2～4章：單變流器部分，新增了固態(tài)變壓器拓?fù)涞膬?nèi)容；針對變流器實(shí)際應(yīng)用中常見的限幅器和鎖相環(huán)，補(bǔ)充了相關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法及數(shù)學(xué)模型；針對LC及LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，給出了數(shù)值計(jì)算案例。
 第5～7章：多變流器部分，調(diào)整了主從控制的理論介紹順序：首先介紹了三相系統(tǒng)的瞬時(shí)功率計(jì)算理論，進(jìn)而延伸到單變流器的功率控制方法，最終實(shí)現(xiàn)多變流器的協(xié)調(diào)控制，循序漸進(jìn)、由淺入深。
 第8章：直流微電網(wǎng)部分，新增了常見非隔離型DCDC變流器的介紹，增補(bǔ)了直流電路小信號(hào)建模方法，并提供了詳細(xì)推導(dǎo)過程。
 第9章：綜合應(yīng)用實(shí)例部分，新增了上海交通大學(xué)已建成的微電網(wǎng)系統(tǒng)介紹，簡述了風(fēng)力、光伏、儲(chǔ)能及電動(dòng)汽車充電樁的協(xié)調(diào)運(yùn)行策略；新增了編者自研的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)介紹，并探討了基于該平臺(tái)開展微電網(wǎng)控制的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案。
 新增附錄：介紹了PLECS仿真軟件的使用技巧，從創(chuàng)建模型到仿真參數(shù)配置，再到虛擬示波器使用，旨在幫助讀者快速建立微電網(wǎng)系統(tǒng)的仿真分析能力。
 整書編排方面，對一些章節(jié)進(jìn)行了拆分、合并與重命名；修正了少量用語錯(cuò)誤，重寫了部分晦澀難懂的段落；修正了少量公式指代錯(cuò)誤，明確了部分定義不清的變量；規(guī)范了坐標(biāo)軸單位的使用，對于時(shí)間尺度選取不合理、理論支撐力度不足的作圖進(jìn)行了重制。
本書第2版由上海交通大學(xué)馬柯教授主編，唐為禹、夏世豪、梁克靖、許少倫、王嘉石深度參與了修訂與編寫工作。受限于編者水平，本次修訂難免有疏漏和不妥之處，懇請讀者批評(píng)指正。
編者2024年8月于上海交通大學(xué)

第2版前言
第1版前言
第1章緒論
1.1微電網(wǎng)技術(shù)的提出背景
1.1.1分布式電網(wǎng)結(jié)構(gòu)
1.1.2微電網(wǎng)的概念及意義
1.1.3微電網(wǎng)的構(gòu)成要素及分類
1.2國內(nèi)外微電網(wǎng)發(fā)展概況
1.2.1國外早期微電網(wǎng)工程
1.2.2國內(nèi)微電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
1.3微電網(wǎng)控制系統(tǒng)概述
1.3.1變流器本地控制
1.3.2微電網(wǎng)內(nèi)部控制
1.3.3上層系統(tǒng)交互控制
1.4常見微電網(wǎng)仿真軟件
參考文獻(xiàn)
第2章微電網(wǎng)中的變流器
2.1微電網(wǎng)中常見的電力電子變流器拓?fù)?br />2.1.1不同輸入輸出電壓類型的變流器
2.1.2不同輸出電平數(shù)的變流器
2.2微電網(wǎng)中的DCAC功率變換
2.2.1單相DCAC功率變換
2.2.2三相DCAC功率變換
2.2.3電流控制型及電壓控制型DCAC功率變換
2.3DCAC變流器的脈沖寬度調(diào)制
2.3.1變流器PWM環(huán)節(jié)及半橋電路的數(shù)學(xué)建模
2.3.2變流器空間矢量調(diào)制及等效
2.4三相交流系統(tǒng)坐標(biāo)變換
2.4.1從abc坐標(biāo)系到0坐標(biāo)系
2.4.2從0坐標(biāo)系到dq0坐標(biāo)系
2.4.3三相交流系統(tǒng)坐標(biāo)變換案例
2.5仿真任務(wù)：三相DCAC變流器電壓開環(huán)控制
參考文獻(xiàn)
第3章電流控制型DCAC變流器
3.1電流濾波器的設(shè)計(jì)及建模
3.1.1電感濾波器的紋波計(jì)算
3.1.2電感濾波器的dq0坐標(biāo)系建模
3.2電流型DCAC變流器的控制理論
3.2.1電流控制系統(tǒng)架構(gòu)
3.2.2鎖相環(huán)
3.2.3電流控制器
3.2.4控制參數(shù)設(shè)計(jì)
3.3高階電流濾波器
3.3.1LCL濾波器的頻域特性
3.3.2LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)：傳統(tǒng)方法
3.3.3LCL濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)：基于最優(yōu)阻尼比的改進(jìn)方法
3.3.4基于阻尼比的LCL濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)案例
3.4仿真任務(wù)：電流控制型并網(wǎng)變流器設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
第4章電壓控制型DCAC變流器
4.1電壓濾波器及變流器的設(shè)計(jì)及建模
4.1.1LC濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法：無功容量最小化方法
4.1.2LC濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)案例
4.1.3帶LC濾波器DCAC變流器的dq0坐標(biāo)系建模
4.2電壓型DCAC變流器的控制理論
4.2.1電壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2.2電壓控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)
4.3仿真任務(wù)：電壓控制型變流器設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
第5章微電網(wǎng)主從控制
5.1三相交流系統(tǒng)的瞬時(shí)功率計(jì)算
5.2單變流器的恒功率控制
5.2.1基于電壓定向的PQ開環(huán)控制
5.2.2基于電壓定向的PQ閉環(huán)控制
5.2.3直接功率控制
5.3多變流器的主從控制
5.3.1基于負(fù)載電流的主從控制
5.3.2基于主微源輸出電流的主從控制
5.4仿真任務(wù)：多變流器的主從控制器設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
第6章微電網(wǎng)下垂控制
6.1交流線路的功率傳輸
6.1.1線路簡化與電流推導(dǎo)
6.1.2不同電壓等級(jí)下線路特性
6.2感性線路下垂控制原理及下垂曲線
6.2.1頻率有功下垂方程的推導(dǎo)
6.2.2電壓無功下垂方程的推導(dǎo)
6.2.3下垂特性系數(shù)的選取
6.2.4變流器下垂控制實(shí)現(xiàn)方法
6.3感性線路下垂控制的功率分配特性
6.3.1下垂控制有功功率自主分配機(jī)制
6.3.2下垂控制無功功率自主分配機(jī)制
6.4阻性線路的下垂控制
6.4.1阻性線路的下垂控制原理
6.4.2阻性線路的下垂控制功率分配特性
6.5仿真任務(wù)：多電壓控制型變流器的下垂控制設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
第7章微電網(wǎng)二次控制
7.1微電網(wǎng)分層控制策略
7.1.1分層控制策略概述
7.1.2二次控制的目標(biāo)與分類
7.2用于電壓幅值和頻率校正的集中式二次控制
7.2.1下垂控制中的電壓幅值和頻率偏差問題
7.2.2電壓幅值和頻率校正的集中式二次控制結(jié)構(gòu)
7.3用于無功功率分配補(bǔ)償?shù)募惺蕉慰刂?br />7.3.1下垂控制中的無功功率分配問題
7.3.2無功分配的集中式二次控制結(jié)構(gòu)
7.4分布式二次控制
7.4.1分布式二次控制概述
7.4.2復(fù)雜通信系統(tǒng)下的分布式二次控制
7.4.3簡化通信系統(tǒng)下的分布式二次控制
7.5仿真任務(wù)：多電壓控制型變流器的二次控制設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
第8章直流微電網(wǎng)
8.1直流微電網(wǎng)簡介
8.2直流微電網(wǎng)中的常見變流器及其控制
8.2.1非隔離型DCDC變流器
8.2.2DCDC與DCAC變流器建模的區(qū)別
8.2.3隔離型DCDC變流器
8.3直流微電網(wǎng)運(yùn)行及控制
8.3.1直流微電網(wǎng)控制架構(gòu)
8.3.2直流下垂控制
8.3.3直流二次控制
8.4仿真任務(wù)：雙有源全橋DCDC變流器的設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)
第9章綜合應(yīng)用實(shí)例
9.1上海交通大學(xué)微電網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例
9.1.1微電網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)
9.1.2風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)
9.1.3光伏發(fā)電系統(tǒng)
9.1.4儲(chǔ)能系統(tǒng)
9.1.5汽車充電系統(tǒng)
9.2微電網(wǎng)綜合案例設(shè)計(jì)
9.2.1案例設(shè)計(jì)要求
9.2.2參考設(shè)計(jì)步驟
9.3微電網(wǎng)控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)
9.3.1硬件拓?fù)?br />9.3.2控制系統(tǒng)
9.3.3上位機(jī)
9.3.4實(shí)驗(yàn)案例
附錄PLECS仿真軟件使用方法

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