構網型功率變流器——控制與應用

Nabil Mohammed博士是莫納什大學的博士後研究員。他獲得了澳大利亞新南威爾士州悉尼市麥考瑞大學的電力電子專業博士學位。2019年夏，他在丹麥奧爾堡大學能源技術系任客座研究員。他的研究方向包括電力電子變換器、可再生能源發電和一體化電力系統、微電網、儲能和管理系統，以及電力系統的建模和控制。Hassan Haes Alhelou教授是IEEE的 成員。他在莫納什大學（Clayton校區）電氣和計算機系統工程系工作。同時，他還是敘利亞蒂什林大學的教授，也是阿曼卡布斯蘇丹大學的顧問。在此之前，他在愛爾蘭都柏林大學（UCD）電氣與電子工程學院工作，2020—2021年，他在伊朗伊斯法罕理工大學（IUT）工作。他於2011年在蒂什林大學獲得學士學位，之後在伊斯法罕理工大學獲得碩士和博士學位，期間獲得多項榮譽。他入選了2018年和2019年Publons and Web of Science (WoS) 工程和交叉領域前1%的 審稿人和研究人員名單。他是2011年在埃及亞歷山大大學舉辦的阿拉伯學生論壇創意 年輕研究人員獲得者，總共有來自16個 的61名研究人員參評。他還獲得了CSEE Journal of Power and Energy Systems （SCI IF: 3.938; Q1）2021/2022年度 論文獎。他在高質量期刊和 會議上發表了200多篇研究論文。他的研究論文被引用2550次，其中H指數為26，i指數為56。他獨著/參編了15本書，這些書在Springer、IET、Wiley、Elsevier、Taylor & Francis Group等知名出版社出版。他在IEEE Systems Journal，Computers and Electrical Engineering（CAEE-Elsevier），IET Journal of Engineering以及 Smart Cities等多個 期刊擔任編輯。他還在IEEE Transactions on Power Systems，IEEE Transactions on Smart Grid，IEEE Transactions on Industrial Informatics，IEEE Transactions on Industrial Electronics，Energy Conversion and Management，Applied Energy和 International Journal of Electrical Power & Energy Systems等知名期刊發表了800多篇評論。他參與了超過15個 工業項目。他的主要研究方向是可再生能源系統，電力系統，電力系統安全，電力系統動力學，電力系統網絡安全，電力系統運行、控制、動態狀態估計、頻率控制，智能電網，微電網，響應要求和負荷削減。Behrooz Bahrani博士是澳大利亞墨爾本莫納什大學電網創新中心的一名 講師和負責人。他分別於2006年獲得伊朗德黑蘭謝裏夫理工大學的理學學士學位；2008年獲得加拿大安大略省多倫多市多倫多大學的理學碩士學位；2012年獲得瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的電氣工程博士學位。2012年9月至2015年9月，他曾是瑞士洛桑聯邦理工學院、美國印第安納州西拉斐特普渡大學、美國佐治亞州亞特蘭大佐治亞理工學院及德國慕尼黑工業大學的博士後研究員。他的研究方向包括電力電子變換器控制、電力電子變換器在電力系統中的應用，以及可再生能源接入集成逆變器電源

譯者序
原書序
原書前言
作者簡介
本書簡介
第1章 構網型變流器介紹
1.1 概述
1.2 虛擬同步發電機
1.3 跟網型變流器和構網型變流器
1.4 跟網型變流器和構網型變流器比較
1.5 框架建模
1.6 構網型變流器控制方法
1.7 構網型變流器面臨的挑戰
1.8 討論
1.9 總結
參考文獻
第2章 構網型變流器的規範和並網標準
2.1 引言
2.2 高占比逆變器電源的系統稀缺性和穩定性問題
2.3 構網型變流器、跟網型變流器和同步電源的比較：系統服務視角
2.4 構網型變流器的系統服務和性能要求
2.5 構網型變流器大規模集成面臨的挑戰
2.6 構網型變流器在電力系統中大規模應用的路徑
2.7 構網型變流器並網導則的現狀和進展
2.8 總結
參考文獻
第3章 電力系統中構網型變流器的要求
3.1 引言：背景與驅動因素
3.2 頻率響應與控制
3.2.1 慣量
3.2.2 一次頻率與下垂控制
3.2.3 快速頻率響應
3.2.4 實現構網能力所需的能量儲備/儲存
3.3 有功功率要求
3.4 快速故障電流註入和短路貢獻
3.5 故障穿越
3.5.1 電壓穿越
3.5.2 頻率穿越
3.6 無功功率要求與電壓調節
3.7 黑啟動與孤島運行
參考文獻
第4章 構網型變流器的性能需求和通用模型
4.1 引言
4.2 不同構網控制類型的相似性
4.2.1 B型下垂構網控制
4.2.2 構網控制比較
4.3 面向構網型變流器性能的互連要求
4.4 用於大系統研究的通用模型發展
4.5 總結
參考文獻
第5章 構網型變流器的建模與控制
5.1 引言
5.2 構網型變流器基本定義
5.3 構網型變流器建模
5.4 構網型變流器控制
5.4.1 構網型變流器通用控制結構
5.4.2 外環：功率同步環
5.4.3 外環：電壓幅值計算
5.4.4 內環：調制信號計算
5.5 總結
參考文獻
第6章 虛擬同步機狀態空間與導納模型的小信號建模和驗證
6.1 引言
6.2 所研究系統和建模方法介紹
6.2.1 系統描述
6.3 元件連接法介紹
6.4 虛擬同步機小信號建模
6.4.1 LCL濾波器模型
6.4.2 dq坐標系下考慮PWM延遲環節的電壓電流控制
6.4.3 軸擺動方程仿真
6.5 無功功率控制
6.5.1 使用低通濾波器和下垂控制的實現
6.6 坐標旋轉
6.7 系統小信號模型的推導與驗證
6.7.1 狀態空間模型的推導與驗證
6.8 導納模型推導與驗證
6.9 總結
參考文獻
第7章 雙饋式感應發電機的構網控制
7.1 引言
7.2 系統描述
7.3 雙饋式感應發電機動態模型
7.4 雙饋式感應發電機等效電路
7.5 雙饋式感應發電機的電磁轉矩和無功功率
7.6 雙饋式感應發電機轉矩同步環
7.7 雙饋式感應發電機轉子磁通控制
7.8 仿真結果
7.8.1 雙饋式感應發電機帶部分負荷下對風速階躍變化的響應
7.8.2 雙饋式感應發電機對無功功率階躍指令的響應
7.8.3 雙饋式感應發電機對系統負荷階躍變化的響應
7.8.4 風電場對負荷階躍變化的響應
7.8.5 雙饋式感應發電機對並離網切換的響應
7.9 總結
附錄
參考文獻
第8章 利用構網型變流器阻尼電力系統的振蕩
8.1 引言
8.2 系統描述與建模
8.3 構網型變流器穩定器
8.4 STATCOM穩定器
8.5 穩定性分析
8.5.1 小信號穩定性分析
8.5.2 時域響應
8.6 兩區域系統
8.6.1 參數變化下的特征值軌跡
8.6.2 負荷變化的動態響應
8.6.3 線路跳閘的動態響應
8.7 總結
附錄
附錄A 系統參數及操作要點
附錄B 線性化模型
附錄C 模型參數
參考文獻
第9章 大規模故障事件下構網動態穩定性—適用於愛爾蘭100%基於逆變器的電力系統
9.1 可再生能源高滲透率下未來電網的構網需求
9.2 構網型變流器建模、限流及控制設計
9.2.1 內環級聯電壓和電流PI控制環的下垂控制
9.2.2 虛擬同步機控制
9.2.3 基於可調度虛擬振蕩器控制的構網型變流器建模
9.2.4 構網型變流器角速度保持
9.3 愛爾蘭100%構網型變流器電網案例研究
9.3.1 城市地區和偏遠地區電網模型
9.3.2 愛爾蘭城市地區100%構網型變流器電網（下垂和可調度虛擬振蕩器控制）
9.3.3 愛爾蘭偏遠地區100%構網型變流器電網（限流策略和虛擬角速度保持）
9.4 總結
參考文獻
第10章 采用電網阻抗參數在線識別的構網型變流器虛擬振蕩器控制
10.1 概述
10.2 引言
10.3 傳統虛擬振蕩器控制
10.4 用於可調度虛擬振蕩器控制的電網阻抗在線辨識策略
10.5 基於偽隨機二進制序列註入的非參數化電網阻抗辨識
10.5.1 擾動註入法
10.5.2 非參數化電網阻抗辨識
10.6 基於覆曲線擬合的參數化阻抗
10.7 仿真結果
10.7.1 有功和無功功率調度
10.7.2 在