本書以微電網中的電力電子變換器為主要對象，系統地論述了微電網變換器的拓撲、參數設計、調制技術、損耗特性、數字控制等關鍵技術內容，結合在微電網中應用廣泛的在線互動式UPS，進一步分析了變換器的應用。此外，考慮電力電子變換器的存在及其對微電網運行特性的影響，歸納了微電網保護中的關鍵技術問題及解決方案，后本書還給出了一種用于減少微電網中熔斷器動作的自適應保護方案。本書內容豐富、論述系統，適合作為國內開設新能源發電與并網、智能電網等專業的高等院校教材，也將為從事分布式發電及微電網技術、新能源發電與并網技術相關研究與應用的工程技術人員和科研工作人員提供專業性參考資料或培訓教材。
本書的特點可歸納為：
①以微電網中應用廣泛的AC－DC變換器(逆變器)為主要研究對象，包括傳統兩電平變換器、二極管鉗位型(NPC)變換器、級聯H橋型(CHB) 變換器、交錯并聯型變換器。
②本書研究視角獨特，分析過程深入細致，重點研究內容包括NPC和CHB變換器直流環節電容電流分析及電容設計、兩電平和三電平變換器損耗分析及對比、NPC變換器中點電壓低頻紋波抑制、變換器數字控制技術、交錯并聯型并網逆變器設計與控制等。
③研究范圍，內容詳實豐富，不但包括電路拓撲、調制、電流計算、損耗分析、電壓紋波抑制、數字控制策略等電力電子變換關鍵技術內容，也包括在線式UPS和微電網保護等內容。本書除了理論分析和演繹外，還包括大量的仿真/實驗結果、模型、程序代碼。
本書適合作為高等院校新能源發電與并網、智能電網等專業研究生教材或參考書目，也適合作為從事微電網與分布式發電、新能源發電與并網相關研究的科研或工程人員的參考資料。
SuleimanMSharkh 分別于1990年和1994年從南安普頓大學獲得工學學士
和博士學位。他目前是南安普頓大學電氣－機械研究團隊的負責人，同時他也是
HiTSystems公司的常務董事，以及北京理工大學和北京交通大學的客座教授。
SuleimanMSharkh在包括電氣開關、電力電子、電機、控制系統以及先進電
池特性及管理在內的電氣與電磁領域具有20年的研究經歷，迄今已經發表了大約
150篇論文。自1998年來，獲得的來自于科技管理部門和工業界的資助經費達2
百萬英鎊，其指導的博士研究生中，有11名已經完成學業，還有5名在讀。
SuleimanMSharkh的研究，為很多商用產品的開發做出了貢獻，包括邊緣驅動型
船舶推進器(TSLTechnology公司)、無傳感器無刷直流電機控制器(TSLTechnol
ogy公司)、微電網用電力電子變換器(Bowman電力公司、TSLTechnology公司)、
應用于Rankine循環和微型燃氣輪機能量回收的高速永磁交流發電機(Bowman電
力公司、TSLTechnology公司和Freepower公司)以及電池管理系統(ReapSystems
公司)。
憑借其在新型船舶推進器以及汽輪發電機方面的工作，2008年Suleiman
MSharkh被英國倫敦皇家學會授予工程能源技術與創新獎，所開發的新型船舶推
進器以及汽輪發電機，已經授權TSLTechnology公司商業化生產。
譯者序
原書序言
第1章 緒論1
1.1 微電網變換器的運行模式2
1.1.1 并網模式2
1.1.2 獨立模式3
1.1.3 電池充電模式
1.2 變換器的拓撲結構3
1.3 調制策略6
1.4 控制與系統問題6
1.5 未來的挑戰與解決方法8
參考文獻9
第2章 變換器拓撲12
2.1 拓撲12
2.1.1 兩電平變換器12
2.1.2 NPC變換器13
2.1.3 CHB變換器13
2.2 脈沖寬度調制策略16
2.2.1 基于載波的調制策略16
2.2.2 SVM策略20
2.3 建模23
參考文獻25
第3章 NPC和CHB變換器直流環節電容電流分析及電容設計26
3.1 概述26
3.2 變換器直流環節電容設計27
3.3 直流環節電容電流有效值表達式的理論推導28
3.3.1 NPC逆變器29
3.3.2 CHB逆變器32
3.4 直流環節電容諧波電流的理論推導33
3.4.1 NPC逆變器33
3.4.2 CHB逆變器34
3.5 直流環節電容電流有效值和電壓紋波幅值的數值計算35
3.6 仿真結果38
3.7 討論40
3.7.1 NPC變換器和CHB變換器的電容容值比較40
目 錄Ⅶ
3.7.2 直流環節電容電流分析方法比較41
3.7.3 向更多電平數變換器的擴展42
3.8 結論42
參考文獻42
第4章 兩電平和三電平變換器拓撲的損耗對比45
4.1 概述45
4.2 IGBT－二極管模塊的選擇46
4.3 開關損耗47
4.3.1 兩電平變換器的開關損耗48
4.3.2 NPC變換器的開關損耗50
4.3.3 CHB變換器的開關損耗51
4.4 通態損耗51
4.4.1 兩電平變換器的通態損耗53
4.4.2 NPC變換器的通態損耗54
4.4.3 CHB變換器的通態損耗55
4.5 直流環節電容的電流有效值57
4.6 結果60
4.7 結論62
參考文獻62
第5章 NPC變換器中點電壓低頻振蕩的抑制64
5.1 概述64
5.2 NPC變換器調制策略65
5.3 NV調制策略的最小NP電壓紋波67
5.3.1 局部平均NP電流68
5.3.2 開關約束的影響69
5.3.3 零紋波區域71
5.3.4 NP電壓紋波的下限71
5.4 Band－NV調制策略72
5.4.1 傳統NV策略的準則73
5.4.2 提出的準則73
5.4.3 工作區域74
5.4.4 算法76
5.4.5 Band－NV策略的開關時序79
5.5 Band－NV調制策略的性能79
5.5.1 NP電壓紋波79
5.5.2 有效開關頻率－輸出電壓諧波畸變81
5.6 Band－NV調制策略的仿真82
5.7 混合調制策略87
5.7.1 提出的混合調制策略88
Ⅷ 微電網中的電力電子變換器
5.7.2 仿真結果89
5.8 結論93
參考文獻93
第6章 三相兩電平逆變器的數字控制96
6.1 概述96
6.2 控制策略98
6.3 數字采樣策略100
6.4 時延對穩定性的影響101
6.5 電容電流觀測器102
6.6 反饋控制器設計104
6.7 仿真結果107
6.8 實驗結果110
6.9 結論112
參考文獻112
第7章 交錯并聯型逆變器的設計與控制114
7.1 概述114
7.2 紋波消除效應117
7.3 硬件設計119
7.3.1 硬件設計準則119
7.3.2 設計準則的應用125
7.4 控制器結構128
7.5 系統分析129
7.5.1 無源阻尼和電網阻抗的影響130
7.5.2 計算時延的影響132
7.5.3 電網擾動的抑制132
7.6 控制器設計134
7.7 仿真及實驗結果138
7.8 結論146
參考文獻146
第8章 交錯并聯型并網逆變器的重復電流控制149
8.1 概述149
8.2 控制器及系統建模151
8.3 系統分析與控制器設計153
8.4 仿真結果156
8.5 實驗結果158
8.6 結論160
參考文獻160
第9章 在線交互式UPS 162
9.1 概述162
目 錄Ⅸ
9.2 系統概況164
9.3 核心控制器168
9.4 功率潮流控制器170
9.4.1 下垂控制方程170
9.4.2 小信號分析171
9.4.3 穩定性分析及下垂系數選擇174
9.5 直流環節電壓控制器180
9.6 實驗結果182
9.7 結論190
參考文獻191
第10章 微電網的保護194
10.1 概述194
10.2 繼電保護面臨的主要挑戰194
10.2.1 故
