電力電子混雜系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)表征與控制

定　價(jià)：￥198.00

作　者：	趙爭鳴施博辰袁立強(qiáng)
出版社：	機(jī)械工業(yè)出版社
叢編項(xiàng)：
標(biāo)　簽：	暫缺

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ISBN：	9787111756927	出版時(shí)間：	2024-08-01	包裝：	平裝-膠訂
開本：	16開	頁數(shù)：		字?jǐn)?shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書較為系統(tǒng)地論述了電力電子混雜系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)表征與控制的理論方法及其實(shí)際應(yīng)用。全書內(nèi)容分為10 章，第1 章概述了電力電子的發(fā)展及其混雜系統(tǒng)特征;第2 章闡述了混雜系統(tǒng)多尺度動(dòng)力學(xué)表征與協(xié)同控制的基本概念和基礎(chǔ)理論;第3~5 章分別論述了電力電子混雜系統(tǒng)的建模分析、仿真解算及計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，形成相關(guān)的動(dòng)力學(xué)表征技術(shù);第6、7 章論述了電磁脈沖的形態(tài)解析和主動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方法，第8、9 章論述了電磁能量的表征分析和能量平衡的協(xié)同控制方法，它們共同形成相關(guān)的協(xié)同控制技術(shù);第10 章則介紹了上述技術(shù)的典型應(yīng)用，包括工業(yè)仿真軟件DSIM、電力電子高頻功率放大器和兆瓦級(jí)多端口電力電子變壓器。本書可供從事電力電子領(lǐng)域工作，特別是從事大容量電力電子系統(tǒng)研究、裝置開發(fā)和工程應(yīng)用的專業(yè)人士參考，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)教師和研究生的參考教材。

作者簡介

　　趙爭鳴，1982年和1985年分別在湖南大學(xué)電氣工程系獲得學(xué)士和碩士學(xué)位，1991年在清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系獲得工學(xué)博士學(xué)位，留校任教至今。其中于1994-1997年在美國俄亥俄州立大學(xué)和美國加州大學(xué)歐文分校從事博士后研究工作，1998-1999年先后在加拿大哥倫比亞大學(xué)和香港大學(xué)進(jìn)行高級(jí)訪問學(xué)者工作?，F(xiàn)任清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系教授，博士生導(dǎo)師，IEEE Fellow，IET Fellow，中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)會(huì)士，中國電源學(xué)會(huì)會(huì)士。先后兼任IEEE 電力電子學(xué)會(huì)（PELS）執(zhí)委會(huì)委員，IEEE 電力電子學(xué)會(huì)（PELS）會(huì)員發(fā)展委員會(huì)主席，IEEE 電力電子學(xué)會(huì)（PELS）北京分部主席，中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子專委會(huì)副主任、風(fēng)電專委會(huì)副主任和無線電能傳輸專委會(huì)副主任，北京電力電子學(xué)會(huì)副理事長，國防科工局太空太陽能發(fā)電站系統(tǒng)與總體專家組成員，世界工程組織聯(lián)合會(huì)（WFEO）-能源委員會(huì)太陽能專家工作組成員等職；先后擔(dān)任《IEEE Transaction on Power Electronics》、《IET Journals on Renewable Power Generation》、《IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics 》和《International Journal of Electrical Engineering》等國際期刊編委，《Chinese Journal of Electrical Engineering》主編，《電機(jī)與控制應(yīng)用》、《電力電子技術(shù)》、《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》、《電力自動(dòng)化設(shè)備》和《電氣技術(shù)》等國內(nèi)期刊編委、副主編和主編。主要研究方向包括：大功率高壓電力電子技術(shù)、光伏并網(wǎng)發(fā)電及其應(yīng)用、電機(jī)及其控制、無線電能傳輸?shù)取Ｘ?fù)責(zé)承擔(dān)完成多項(xiàng)國家“863”課題、國家重點(diǎn)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金重大、重點(diǎn)和面上項(xiàng)目以及多項(xiàng)大型橫向科研課題和國際合作項(xiàng)目。在大容量電力電子混雜系統(tǒng)多時(shí)間尺度建模仿真基礎(chǔ)研究、離散狀態(tài)事件驅(qū)動(dòng)的通用電力電子仿真工業(yè)軟件研發(fā)、多端口電力電子變換器研制以及大容量無線電能傳輸研究等方面取得研究成果。在國際學(xué)術(shù)刊物上、國際會(huì)議以及國內(nèi)核心刊物上發(fā)表600余篇相關(guān)學(xué)術(shù)論文，獲得國際國內(nèi)授權(quán)發(fā)明專利120余項(xiàng)，軟件著作權(quán)30余項(xiàng)；出版8本專著和教材，包括《電力電子系統(tǒng)電磁瞬態(tài)過程》、英文版《Electromagnetic Transients of Power Electronics Systems》、《電力電子與電機(jī)集成分析基礎(chǔ)》、《電力半導(dǎo)體器件原理與應(yīng)用》、《太陽能光伏發(fā)電及其應(yīng)用》、《太陽能光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)》和《可控電源供電電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析》等。作為第一完成人，近幾年來，先后獲得科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)（2022）和技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)（2020）、機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)（2023）、中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)科技技術(shù)一等獎(jiǎng)（2018），日內(nèi)瓦國際發(fā)明展覽會(huì)“大會(huì)特別嘉許金獎(jiǎng)”（2021，2018）等。2005年獲得“全國優(yōu)秀科技工作者”稱號(hào)，2006年評(píng)為“北京市教育創(chuàng)新標(biāo)兵”， 2018年獲得“電工行業(yè)科技成就獎(jiǎng)”，2021年中國發(fā)明協(xié)會(huì)授予“當(dāng)代發(fā)明家”稱號(hào)。從教36年，共培養(yǎng)100余名博士和碩士，其中有10人獲得清華大學(xué)優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)，6人獲得清華大學(xué)優(yōu)秀碩士論文獎(jiǎng)，7人次獲得國際大電網(wǎng)委員會(huì)（CIGRE）最佳博士論文獎(jiǎng)、英國工程技術(shù)學(xué)會(huì)（IET）國際研究獎(jiǎng)學(xué)金、IEEE 電力能源學(xué)會(huì)杰出學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金、北京市優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)、中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)、清華大學(xué)研究生特等獎(jiǎng)學(xué)金、清華大學(xué)研究生“學(xué)術(shù)新秀”稱號(hào)等。曾獲清華大學(xué)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)和清華大學(xué)“良師益友”獎(jiǎng)。

圖書目錄

目錄
前言
第1章緒論
1.1電力電子的歷史與發(fā)展
1.1.1電力電子的起源
1.1.2電力電子的發(fā)展
1.2電力電子的內(nèi)涵與外延
1.2.1電力電子學(xué)內(nèi)涵
1.2.2電力電子學(xué)外延
1.3電力電子混雜系統(tǒng)的概念與特征
1.3.1混雜系統(tǒng)概念的提出和發(fā)展
1.3.2電力電子混雜系統(tǒng)
1.4電力電子混雜系統(tǒng)的問題與挑戰(zhàn)
1.4.1多時(shí)間尺度動(dòng)力學(xué)建模與表征
1.4.2連續(xù)-離散動(dòng)力學(xué)行為的高效解算
1.4.3連續(xù)-離散動(dòng)力學(xué)行為的協(xié)同控制
1.4.4電磁能量瞬變機(jī)理與規(guī)律
第2章混雜系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)表征與控制方法概述
2.1混雜系統(tǒng)多尺度動(dòng)力學(xué)表征
2.1.1多尺度動(dòng)力學(xué)建模
2.1.2多尺度狀態(tài)離散解算
2.1.3多尺度動(dòng)力學(xué)分析方法
2.2混雜系統(tǒng)多尺度協(xié)同控制
2.2.1電力電子混雜系統(tǒng)控制規(guī)律解析
2.2.2連續(xù)(大時(shí)間尺度)-離散過程控制
2.2.3離散-連續(xù)(小時(shí)間尺度)過程控制
2.2.4多尺度協(xié)同控制
第3章多尺度建模與分析
3.1電力電子混雜系統(tǒng)建模方法概述
3.2小時(shí)間尺度分段解析瞬態(tài)模型
3.2.1基本假設(shè)與總體思想
3.2.2等效電路與物理機(jī)理
3.2.3開通瞬態(tài)模型
3.2.4關(guān)斷瞬態(tài)模型
3.2.5電路實(shí)現(xiàn)
3.2.6參數(shù)提取
3.3多時(shí)間尺度分層自動(dòng)機(jī)模型
3.3.1模型的數(shù)學(xué)形式
3.3.2模型的事件驅(qū)動(dòng)運(yùn)行模式
3.4案例研究與分析
3.4.1功率器件案例:高壓IGBT建模
3.4.2變換模塊案例:H橋逆變模塊建模
3.4.3復(fù)雜系統(tǒng)案例:無線充電變換系統(tǒng)建模
第4章離散狀態(tài)事件驅(qū)動(dòng)仿真解算
4.1離散狀態(tài)事件驅(qū)動(dòng)仿真框架
4.1.1連續(xù)狀態(tài)仿真解算
4.1.2離散事件體系架構(gòu)
4.2狀態(tài)離散仿真算法
4.2.1靈活自適應(yīng)狀態(tài)離散算法
4.2.2解耦型狀態(tài)離散算法
4.3事件驅(qū)動(dòng)仿真機(jī)制
4.3.1主動(dòng)事件的提前定位機(jī)制
4.3.2用于被動(dòng)事件迭代定位的割線法
4.4事件驅(qū)動(dòng)下的剛性求解算法
4.4.1剛性系統(tǒng)的定義與判定
4.4.2針對(duì)電力電子混雜系統(tǒng)的剛性算法
4.5算例研究與分析
4.5.1固態(tài)變壓器仿真算例
4.5.2牽引變流器仿真算例
4.5.3交直流混聯(lián)微電網(wǎng)仿真算例
第5章工業(yè)仿真計(jì)算機(jī)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)
5.1電力電子工業(yè)仿真軟件及其計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)
5.1.1電力電子領(lǐng)域工業(yè)仿真軟件
5.1.2電力電子混雜系統(tǒng)方程的計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成技術(shù)
5.1.3大規(guī)模電力電子混雜系統(tǒng)自動(dòng)化快速求解技術(shù)
5.2半符號(hào)化狀態(tài)方程自動(dòng)生成
5.2.1核心思路
5.2.2半橋的開關(guān)函數(shù)受控源等效模型
5.2.3其他類型橋臂的開關(guān)函數(shù)受控源等效模型
5.2.4狀態(tài)方程自動(dòng)生成及更新方法
5.2.5有效性與局限性
5.2.6工業(yè)軟件狀態(tài)方程自動(dòng)生成及更新流程總結(jié)
5.3大規(guī)模電力電子混雜系統(tǒng)自動(dòng)化稀疏求解
5.3.1電力電子電路自動(dòng)劃分方法
5.3.2狀態(tài)方程分塊稀疏性質(zhì)推導(dǎo)
5.3.3基于分塊稀疏性質(zhì)的方程生成及更新優(yōu)化方法
5.3.4基于分塊稀疏性質(zhì)的數(shù)值積分優(yōu)化方法
5.3.5有效性與局限性
第6章電磁脈沖形態(tài)解析
6.1電磁能量脈沖實(shí)驗(yàn)分析
6.1.1脈沖實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)
6.1.2脈沖瞬態(tài)行為實(shí)驗(yàn)分析
6.2電磁能量脈沖建模分析
6.2.1脈沖模型參數(shù)
6.2.2脈沖分段解析
6.2.3模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
6.2.4損耗分析模型
6.3信號(hào)、驅(qū)動(dòng)和電磁能量脈沖傳遞規(guī)律
6.3.1三組脈沖關(guān)系的時(shí)域表征
6.3.2三組脈沖關(guān)系的頻域表征
6.4脈沖控制規(guī)律解析
第7章電磁脈沖主動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制
7.1自調(diào)節(jié)柵極主動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方法
7.1.1工作原理
7.1.2硬件實(shí)現(xiàn)
7.1.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
7.2基于自調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)的IGBT電磁脈沖閉環(huán)控制
7.2.1開關(guān)時(shí)間的自調(diào)節(jié)閉環(huán)控制
7.2.2開關(guān)損耗的自調(diào)節(jié)閉環(huán)控制
7.2.3瞬態(tài)電應(yīng)力的自調(diào)節(jié)閉環(huán)控制
7.3SiC MOSFET電磁脈沖主動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制
7.3.1無源電路輔助的柵極主動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制方案
7.3.2無源輔助電路設(shè)計(jì)
7.3.3主動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
第8章電磁能量動(dòng)力學(xué)表征與分析
8.1電力電子系統(tǒng)大時(shí)間尺度能量表征與可視分析
8.1.1基本概念
8.1.2能流拓?fù)淠Ｐ?br />8.1.3多端口組合式電力電子變換器的能流分析
8.2電力電子系統(tǒng)瞬態(tài)過程能量表征與分析
8.2.1基本假設(shè)
8.2.2瞬態(tài)過程能量模型
8.2.3能量分布及變化表征
8.2.4通過能量分布及變化表征
8.2.5系統(tǒng)故障能量變化表征分析舉例
8.3開關(guān)過程瞬變電磁場能量表征與分析
8.3.1基本假設(shè)
8.3.2建模方法
8.3.3電磁實(shí)驗(yàn)量測與驗(yàn)證
8.3.4開關(guān)瞬變過程電磁能量可視化方法
8.3.5電磁能流瞬變可視分析
第9章電磁能量平衡的協(xié)同控制
9.1基于能量平衡的控制方法概述
9.2多端口多級(jí)聯(lián)變換的能量平衡控制
9.2.1系統(tǒng)能量模型
9.2.2開關(guān)調(diào)制策略
9.2.3母線電壓的能量平衡控制
9.2.4參數(shù)適應(yīng)性分析
9.2.5多級(jí)能量平衡控制
9.3面向多時(shí)間尺度的能量平衡控制
9.3.1考慮小時(shí)間尺度亞開關(guān)周期的能量平衡控制
9.3.2考慮大時(shí)間尺度的能量平衡控制
9.3.3考慮多時(shí)間尺度的能量平衡控制
9.4基于能量平衡的協(xié)同控制應(yīng)用案例
9.4.1仿真分析
9.4.2實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
第10章動(dòng)力學(xué)表征與控制的應(yīng)用
10.1工業(yè)仿真軟件DSIM
10.1.1DSIM簡介
10.1.2DSIM仿真應(yīng)用案例:軌道交通無線供電系統(tǒng)
10.2電力電子高頻功率放大器
10.2.1電磁脈沖組合規(guī)律與設(shè)計(jì)
10.2.2無源器件非理想因素的影響和分析
10.2.3基于DSIM的仿真解算
10.2.4實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
10.2.5濾波器設(shè)計(jì)
10.3兆瓦級(jí)多端口電力電子變壓器
10.3.1電力電子變壓器拓?fù)?br />10.3.2基于DSIM的高頻母線電壓振蕩機(jī)理分析與抑制
10.3.3多端口協(xié)同解耦控制
參考文獻(xiàn)