風力發電中的電力電子變流技術

序
前言
第1章 緒論
1.1 風力發電現狀介紹
1.2 風力發電系統分類
1.3 風力發電機組並網方式對比分析
1.3.1 適合于異步發電機的並網方式
1.3.2 適合于變速恆頻發電機的並網方式
1.4 風力發電與電力電子變流技術
1.4.1 不可控整流器後接晶閘管逆變器和無功補償型拓撲結構
1.4.2 不可控整流器後接直流側電壓變化的PWM電壓源型逆變器型拓撲結構
1.4.3 不可控整流器後接直流側電壓穩定的PWM電壓源型逆變器型拓撲結構
1.4.4 PWM整流器後接電壓源型PWM逆變器型拓撲結構
1.4.5 不可控整流器後接電流源型逆變器型拓撲結構
1.4.6 二極管箝位型拓撲結構
1.4.7 級聯H橋型拓撲結構
1.4.8 飛跨電容型拓撲結構
第2章 調制技術
2.1 正弦脈寬調制
2.2 空間矢量調制
2.3 脈寬調制的AAV分析方法
2.3.1 活動面積矢量的概念
2.3.2 SPWM的AAV分析
2.3.3 SVM的AAV分析
2.3.4 仿真驗證
2.4 sVM與SPWM通用調制算法
2.4.1 SPWM與SVM的通用實現流程
2.4.2實驗驗證
2.5 單周期控制方法
2.5.1 雙並聯Boost整流器及其單周控制
2.5.2 仿真驗證
2.5.3 結論
2.6 空間矢量滯環技術
2.6.1 控制原理
2.6.2 仿真驗證
2.6.3 結論
2.7 載波相移技術
2.7.1 載波相移技術的概念
2.7.2 波形諧波分析
2.7.3 仿真驗證
2.8 其他調制方法
第3章 風力發電系統中的典型變流方案
3.1 整流技術方案
3.1.1 不可控整流方案
3.1.2 多脈波不可控整流方案
3.1.3 三相單管整流方案
3.1.4 PWM整流方案
3.2 斬波技術方案
3.2.1 Boost斬波器
3.2.2 Boost斬波器PFC控制
3.3 逆變技術方案
3.3.1 基于晶閘管的逆變方案
3.3.2 電壓源型PWM逆變方案
3.3.3 電流源型逆變方案
3.4 典型方案實例
3.4.1 不可控整流+Boost+逆變方案
3.4.2 雙PWM背靠背方案
第4章 大功率變流技術
4.1 器件串並聯技術
4.2 多電平變流技術
4.2.1 二極管箝位型多電平技術
4.2.2 飛跨電容箝位型多電平技術
4.2.3 級聯H橋型多電平技術
4.2.4 級聯飛跨電容型多電平技術
4.2.5 DRC混合箝位型多電平技術
4.2.6 級聯二極管箝位型多電平技術
4.2.7 小結
4.3模塊並聯技術
4.3.1 Boost電路的並聯技術
4.3.2帶耦合電感的並聯Boost
4.3.3 並聯三相單管整流電路
4.3.4 逆變器共母線並聯
4.3.5 並聯背靠背
4.3.6 並聯方案舉例
4.4 多重化技術
4.4.1 多重化方波整流電路
4.4.2 多重化方波逆變電路
4.4.3 多重化PWM逆變電路
第5章 低電壓穿越技術
5.1 風力發電系統並網運行標準規範
5.2 雙饋型風力發電機組的電壓跌落特性
5.2.1 理論分析
5.2.2 仿真驗證
5.2.3 實驗驗證
5.2.4 小結
5.3 電網故障時風力發電系統中的保護電路
5.3.1 兩種主流變速恆頻風力發電系統
5.3.2 雙饋型風力發電系統的保護電路
5.3.3 直驅型風力發電系統的保護電路
5.3.4 小結
5.4 電網電壓跌落發生器的研制
5.4.1 幾種常用的電壓跌落發生器的拓撲結構
5.4.2 基于變壓器形式的VSG實驗
5.4.3 基于晶閘管的VSG實驗
5.4.4 小結
5.5 雙饋型風力發電系統的低電壓穿越技術
5.6 直驅型風力發電系統的低電壓穿越技術
5.7 電壓跌落的檢測技術
5.7.1 檢測方法
5.7.2 仿真驗證
5.7.3 實驗驗證
5.7.4 小結
第6章 風力發電外圍應用技術
6.1 最大風能捕獲
6.2 風力機模擬
6.3 變槳距控制
6.3.1 變槳距和定槳距
6.3.2 變槳距的執行方式
6.3.3 變槳距控制策略
6.3.4 變槳距系統的設計
6.3.5 獨立變槳技術
6.3.6 小結
第7章 展望
7.1 風力發電技術發展趨勢
7.1.1 風力發電裝備制造技術
7.1.2 風電場開發技術
7.1.3 標準與規範建設
7.1.4 海上風電場開發技術
7.2 風力發電面臨的挑戰
縮略語
參考文獻

發展和利用風能是國際的大趨勢，風電產業已成為一個朝陽產業。我國風能資源豐富，風電在電力結構中的份額會越來越大。為此，必須大力提高國內風力發電設備制造能力，加速風力發電設備國產化進程，建立具有自主知識產權的知名品牌，這方面已取得了一些成效。截止到2003年，600kW風力發電機組國產化率已達96%，國產化機組在國內風電市場累計佔有率為15.35%，2003年度國產化機組在國內風電市場銷售量佔當年風電市場信增容量的33.46%；研制開發兆瓦級風力發電機組的工作已經開始。

值此風力發電技術突飛猛進的時期，變流技術的進步有著十分重要的意義。風力發電中的電力電子變流技術是實用性極強的技術，內容豐富。中國科學院電工研究所長期從事于風力發電技術研究，電力電子變流技術是一個重要的方向。根據多年研發、試驗與應用的經驗，李建林、許洪華等同志編寫了《風力發電中的電力電子變流技術》一書。該書主要供中等技術追究的科技人員閱讀，在概念和應用實例方面照顧到其他層面的科技人員，可作為電力電子技術專業，尤其是新成立的風力發電專業的研究生教材，也可作為從事本專業科技工作人員的參考書，期望能夠為我國風電發展的人才成長發揮應用的作用。