本书是在电力电子变换器建模与控制基础理论知识的基础上，根据作者多年从事电力电子技术教学和科研工作的经验及成果重新梳理而编写的。本书系统阐述了电力电子变换系统建模与控制的基本理论和典型方法，充分考量研究生的学习特点，深入浅出地讲解各种电力电子变换器的结构参数设计、稳定控制策略、建模分析方法，使学生实现从理论到实例推演顺利过渡，为后续深入学习和研究打下基础。 全书共分10 章，包括绪论、电力电子变换器的典型控制方法、电力电子变换器的建模方法、电力电子变换系统的稳定性判据、DC/DC变换器建模与控制、单相PWM 变流器的建模与控制、三相PWM 变流器功率解耦及不平衡控制、多变换器幵联系统建模及稳定控制方法、多功率模块串联系统建模及稳定控制方法、 典型大功率电能变换应用案例。 本书可作为高等院校电气工程及其他相关专业的研究生教材，也可供从事电力电子技术和相关研究的工程技术人员参考使用。

陈燕东，工学博士，教授、博士生导师，长江学者特聘教授，现任湖南工程学院副校长、湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心副主任。陈教授于2003年、2006年和2014年先后在湖南大学获得学士、硕士和博士学位，期间在湖南紫光测控有限公司任工程师一年，在长沙理工大学任助教、讲师三年，博士毕业后留校任教，2017年被评为副教授，2019年被评为教授，曾任湖南大学研究生院副院长、国家卓越工程师学院常务副院长。陈教授长期从事大功率电能变换与控制领域教学与科研工作，主持国家重点研发计划课题2项、国家自然科学基金联合基金重点项目1项和面上项目2项、湖南省自然科学基金重点项目等课题30余项。获授权发明专利100余项，发表SCI/EI收录论文170余篇，以第一完成人获湖南省科技进步一等奖、机械工业科技进步一等奖、湖南省教学成果 奖一等奖、中国专利优秀奖各1项，获国家科学技术进步奖创新团队（排名3）、国家科技进步二等奖（排名3）、国家技术发明二等奖（排名4）、中国专利金奖（排名2）等。陈教授是“中达学者”、中国青年科技奖、国家万人计划青年拔尖人才、中国电源学会科学技术奖青年科技突破奖等获得者，兼任IEEE高级会员、中国电机工程学会理事、电能高效高质转化全国重点实验室学术委员会委员、中国电源学会信息系统供电技术专委会副主任委员，《PCMP》《CJEE》《电源学报》等期刊编委。

序
前言
第1篇（基础篇）：典型控制策略—基础建模方法—经典稳定性判据三维巩固基础
第1章绪论
1.1电力电子变换系统的功能和目标
1.2电力电子变换系统的应用
1.3电力电子变换系统的建模与控制需求分析
1.4本书内容的涉及范围和结构
探索与思考
第2章电力电子变换器的典型控制方法
2.1系统控制的任务与要求
2.1.1系统控制的任务
2.1.2系统控制的要求
2.1.3反馈控制系统的典型结构
2.2比例积分微分控制
2.2.1PID控制简介
2.2.2PID控制原理
2.2.3PID控制参数选取
2.2.4仿真案例——三相VSR电流环PI控制器
2.3准比例谐振控制
2.3.1QPR控制简介
2.3.2QPR控制原理
2.3.3QPR控制参数设计
2.3.4仿真案例——并网逆变器输出电流反馈的QPR控制
2.3.5dq坐标系下PI控制与静止坐标系下PR控制的等效性验证
2.4无差拍控制
2.4.1无差拍控制原理
2.4.2仿真案例——PWM整流器的电流无差拍控制
2.5重复控制
2.5.1重复控制原理
2.5.2仿真案例——三相有源滤波器的重复控制
2.6滞环控制
2.6.1滞环控制原理
2.6.2仿真案例——并网逆变器的滞环控制
2.7滑模控制
2.7.1滑模控制原理
2.7.2仿真案例——离网型分布式发电系统的滑模控制
2.8本章小结
探索与思考
参考文献
第3章电力电子变换器的建模方法
3.1电力电子变换器的时域建模方法
3.1.1开关模型
3.1.2采样数据模型
3.1.3平均模型
3.1.4大信号和小信号模型
3.2电力电子变换器的频域建模方法
3.2.1基于传递函数的频域建模方法
3.2.2基于序阻抗的频域建模方法
3.2.3基于dq坐标系的频域阻抗建模方法
3.2.4基于旋转极坐标系的相域阻抗建模方法
3.3本章小结
探索与思考
参考文献
第4章电力电子变换系统的稳定性判据
4.1系统的稳定性与稳定条件
4.2奈奎斯特判据在电力电子变换器系统中的应用
4.2.1奈奎斯特稳定判据的基本原理
4.2.2奈奎斯特稳定判据在电力电子变换器系统中应用的步骤
4.2.3广义奈奎斯特稳定判据
4.2.4广义奈奎斯特稳定判据在电力电子变换器系统中应用的步骤
4.2.5案例分析Ⅰ：传统并网逆变器接入弱电网的稳定性分析
4.3伯德图在电力电子变换器系统中的应用
4.3.1相位裕度与幅值裕度
4.3.2伯德图与奈奎斯特判据的联系
4.3.3伯德图在电力电子变换器系统中应用的步骤
4.3.4案例分析Ⅱ：弱电网下VSG与传统并网逆变器稳定性比较分析
4.4根轨迹法在电力电子变换器系统中的应用
4.4.1根轨迹
4.4.2广义根轨迹
4.4.3根轨迹法在电力电子变换器系统中应用的步骤
4.4.4案例分析Ⅲ：离网逆变器的稳定性分析
4.5本章小结
探索与思考
参考文献
第2篇（提高篇）：DC/DC变换器、单相PWM变换器、
三相PWM变换器，面向不同场景需求的拓扑结构、
控制设计、建模方法应用
第5章DC/DC变换器建模与控制
5.1光伏发电Boost变换器建模及控制
5.1.1光伏发电输出特性曲线及MPPT控制
5.1.2CCM模式Boost变换器开关模型与分析
5.1.3DCM模式Boost变换器开关模型与分析
5.2储能Buck-Boost变换器建模与控制
5.2.1储能Buck-Boost变换器工作原理
5.2.2混合储能Buck-Boost变换器建模
5.2.3混合储能Buck-Boost变换器功率分频控制
5.3双有源全桥DC/DC变换器建模与控制
5.3.1基本工作原理
5.3.2多种移相控制下工作模态分析
5.3.3变换器开关模型
5.4本章小结
探索与思考
参考文献
第6章单相PWM变换器的建模与控制
6.1单相PWM整流器建模与控制
6.1.1单相PWM整流器拓扑结构与工作原理
6.1.2单相PWM整流器建模
6.1.3单相PWM整流器控制方法
6.2单相PWM逆变器建模与控制
6.2.1单相PWM逆变器拓扑结构与工作原理
6.2.2单相PWM逆变器建模
6.2.3单相PWM逆变器控制方法
6.3本章小结
探索与思考
参考文献
第7章三相PWM变换器功率解耦及不平衡控制
7.1三相变换器存在的问题
7.1.1三相变换器与单相变换器的差异与联系
7.1.2功率耦合问题
7.1.3三相不对称问题
7.2三相变换器的功率解耦控制
7.2.1系统功率耦合产生的机理
7.2.2三相变换器的电流环解耦控制及参数设计
7.2.3三相变换器的电压环解耦控制及参数设计
7.2.4仿真案例
7.3三相变换器的不平衡控制
7.3.1不平衡控制时的基本问题
7.3.2负序回路控制方法
7.3.3不平衡控制方法
7.3.4仿真案例
7.4本章小结
探索与思考
参考文献
第3篇（加强篇）：多机并联系统、多模块串联系统的
建模与稳定控制方法
第8章多变换器并联系统建模及稳定控制方法
8.1多逆变器并联系统环流与振荡问题及产生机理
8.1.1环流问题与产生机理
8.1.2低频功率振荡问题与产生机理
8.1.3多逆变器并联系统谐振问题与产生机理
8.2多逆变器并联系统宽频域阻抗模型
8.2.1多台电压控制型逆变器并联基波/谐波域聚合等效模型
8.2.2多台电流控制型逆变器并联宽频带聚合等效模型
8.2.3多虚拟同步机并联dq阻抗模型
8.3多逆变器并联系统均流控制方法
8.3.1多逆变器并联系统基波环流抑制方法
8.3.2多逆变器并联系统谐波环流抑制方法
8.4多逆变器并联系统低频功率振荡抑制方法
8.4.1基于虚拟同步机并联系统的低频功率振荡抑制方法
8.4.2基于暂态虚拟功率反馈的低频功率振荡抑制方法
8.5多逆变器并联系统高频振荡抑制方法
8.5.1单机局部阻抗重构高频振荡抑制方法
8.5.2多机并联系统高频振荡全局抑制方法
8.6本章小结
探索与思考
参考文献
第9章多功率模块串联系统建模及稳定控制方法
9.1多功率模块串联系统电压不平衡与相间环流问题及产生机理
9.1.1多功率模块串联系统典型拓扑
9.1.2多功率模块串联系统电压波动与产生机理
9.1.3多功率模块串联系统相间环流与产生机理
9.2多功率模块串联系统的相间环流与电压平衡控制
9.2.1多功率模块串联系统的相间环流抑制方法
9.2.2多功率模块串联系统的相间电压平衡控制方法
9.2.3多功率模块串联系统的相内电压平衡控制方法
9.3多功率模块串联系统的小信号阻抗建模
9.3.1多功率模块串联系统的小信号谐波模型
9.3.2多功率模块串联系统的交流侧阻抗模型
9.4多功率模块串联系统的稳定性分析及增强方法
9.4.1多功率模块串联系统的内部稳定性分析与振荡抑制方法
9.4.2多功率模块串联系统的交流侧稳定性分析与振荡抑制方法
9.5案例分析Ⅰ：35kV/1MVA高压阻抗测量装置
9.5.135kV/1MVA高压阻抗测量装置的基本原理
9.5.235kV/1MVA高压阻抗测量装置的拓扑结构
9.5.335kV/1MVA高压阻抗测量装置的控制策略
9.5.435kV/1MVA高压阻抗测量装置的仿真分析
9.6案例分析Ⅱ：3kV/50kVA MMC型数字功率放大器
9.6.13kV/50kVA MMC型数字功率放大器的拓扑结构
9.6.23kV/50kVA MMC型数字功率放大器的功率电路设计
9.6.33kV/50kVA MMC型数字功率放大器控制系统实现
9.6.43kV/50kVA MMC型数字功率放大器的实验结果分析
9.7本章小结
探索与思考
参考文献
第4篇（应用篇）：领域代表性的创新应用案例
第10章典型大功率电能变换应用案例
10.1大功率UPS
10.1.1系统功率变换结构与工作模态
10.1.2UPS掉电故障切换控制
10.1.3系统频域建模与稳定性分析
10.2面向微波应用的谐振式高压直流变换器
10.2.1面向微波应用的谐振式高压直流变换器拓扑结构
10.2.2变频移相混合控制下变换器归一化时域模型
10.2.3基于控制轨迹的变频移相混合控制方法
10.2.4变频移相混合控制策略验证
10.3功率自平衡型海底中压直流变换器拓扑与模型
10.3.1功率自平衡型直流变换器拓扑结构
10.3.2功率自平衡型直流变换器工作原理
10.3.3海底功率自平衡型直流变换器稳态特性分析
10.3.4海底功率自平衡型直流变换器软开关特性
10.3.5实验验证
10.4直驱风电场接入弱电网的宽频带振荡抑制方法
10.4.1直驱风电场的频率耦合导纳聚合建模及其接入弱电网的
宽频带振荡机理分析
10.4.2双轴电压前馈的弱电网下直驱风电场宽频带振荡抑制方法
10.5本章小结
探索与思考
参考文献