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| 編輯推薦： |
《电力电子应用技术手册》结合全球先进的专业技术知识，呈现了电力电子全新研究成果及其在交通运输、可再生能源和不同的工业领域中的应用。通过介绍国际前沿技术的发展，本书也将促进相关技术的落地实施，为工业（无论是大规模还是小规模）中日益增加的能量变换需求提供创新解决方案。本书相关技术的应用范围，包括从智能家居、电动和插电式混合动力电动汽车PHEV，到智能配电和智能调度管理中心等内容；在所有系统中，通过合理使用和良好设计相关电力电子及储能设备，都可以显著提高能源利用效率。
《电力电子应用技术手册》主要特色如下：
1）讨论了各种用于减少能源浪费、提高电网电能质量的电力电子变换器和控制技术。
2）广泛汇集了电力电子的最新相关技术，例如可再生能源功率变换、电能传输及电机驱动等，这些技术在工业应用、教育和技术研究等方面都是关注的热点。
3）深入介绍了所面临的挑战和行业关注的热点，以及与国际发展趋势和技术标准相关问题、功率变换配电可持续能源发展的技术规划等。
4）对于电力电子工程技术人员、科研人员、大中专院校学生等来说，本书是一个不可或缺且影响深远的学习资源。
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| 內容簡介： |
《电力电子应用技术手册》共24章，分为三大部分：第壹部分由第1～5章组成，介绍了电力电子对新兴技术的影响；第二部分由第6～11章组成，介绍了分布式发电系统中的电力电子技术；第三部分由第12～24章组成，介绍了电力电子技术在运输及工业中的应用。
《电力电子应用技术手册》具有当代书籍的典型特征，并以独创性的方法讨论了作者们目前研究的几个方面，其中简洁的语言、易懂的插图十分适合高等院校电气工程、电力系统等专业的师生，以及相关行业的研究人员和工程技术人员阅读。
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| 目錄：
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译者序
原书序
原书前言
第1章 21世纪能源、全球变暖及电力电子的影响1
1.1简介1
1.2能源1
1.3环境污染：全球变暖问题3
1.3.1全球变暖影响5
1.3.2全球变暖问题的减缓方法6
1.4电力电子对能源系统的影响7
1.4.1节能7
1.4.2可再生能源系统7
1.4.3大容量储能13
1.5智能电网16
1.6纯电动和混合动力电动汽车17
1.6.1电池电动汽车和燃料电池电动汽车的比较18
1.7小结和展望19
参考文献21
第2章 当前能源面临的挑战：电力电子技术的贡献22
2.1简介22
2.2能源传输和分配系统23
2.2.1柔性交流输电系统（FACTS）23
2.2.2高压直流（HVDC）输电25
2.3可再生能源系统27
2.3.1风能29
2.3.2光伏能源29
2.3.3海洋能32
2.4运输系统33
2.5储能系统35
2.5.1技术35
2.5.2在输配电系统中的应用37
2.5.3在可再生能源系统中的应用37
2.5.4在运输系统中的应用37
2.6小结38
参考文献38
第3章 分布式发电与智能电网的概念与技术概述41
3.1简介41
3.2分布式发电装置与智能电网的要求42
3.3光伏发电43
3.4风电与小型水电机组45
3.5储能系统46
3.6电动汽车47
3.7微电网47
3.8智能电网问题48
3.9主动配电网管理49
3.10智能电网中的通信系统50
3.11高级量测体系和实时定价51
3.12智能电网的标准化52
参考文献53
第4章 电力半导体技术的新进展56
4.1简介56
4.2硅功率晶体管57
4.2.1功率MOSFET57
4.2.2IGBT58
4.2.3大功率器件60
4.3 SiC晶体管设计概述61
4.3.1 SiC JFET61
4.3.2 SiC双极型晶体管63
4.3.3 SiC MOSFET 63
4.3.4 SiC IGBT 63
4.3.5 SiC功率模块64
4.4 SiC器件的栅极和基极驱动64
4.4.1常闭型JFET栅极驱动器64
4.4.2 SiC BJT的基极驱动器67
4.4.3常开型JFET栅极驱动器69
4.4.4SiC MOSFET栅极驱动器71
4.5晶体管并联72
4.6应用概述79
4.6.1光伏发电80
4.6.2交流传动80
4.6.3混合动力和插电式电动汽车80
4.6.4大功率应用80
4.7 GaN晶体管81
4.8小结83
参考文献83
第5章 交流链路通用功率变流器：一种用于可再生能源与交通设备的新型功率变流器87
5.1简介87
5.2交流链路通用功率变流器硬开关工作模式87
5.3交流链路通用功率变流器的软开关工作模式92
5.4软开关交流链路通用功率变流器的运行原理 92
5.5设计流程 100
5.6分析102
5.7应用104
5.7.1 AC-AC变流器（风力发电、变频驱动）104
5.7.2 DC-AC和AC-DC功率变流器106
5.7.3多端口变流器108
5.8小结110
参考文献110
第6章 大功率电力电子技术：风力发电的关键技术112
6.1简介112
6.2风力发电的发展现状112
6.3风能转换114
6.3.1风电机组的基本控制变量114
6.3.2风电机组类型115
6.4风电变流器118
6.4.1两电平功率变流器118
6.4.2多电平功率变流器119
6.4.3多模块变流器121
6.5风电变流器的功率半导体122
6.6现代风电机组的控制和并网要求123
6.6.1有功功率控制124
6.6.2无功功率控制124
6.6.3总谐波畸变125
6.6.4故障穿越能力126
6.7风力发电系统的可靠性问题127
6.8小结129
参考文献129
第7章 光伏发电系统132
7.1简介132
7.2光伏发电系统的功率曲线和最大功率点134
7.2.1光伏电池的电气模型134
7.2.2光伏模块的I-V和P-V曲线134
7.2.3部分遮挡下的最大功率点136
7.3并网光伏发电系统的架构136
7.3.1集中式架构138
7.3.2组串式架构141
7.3.3多组串式架构147
7.3.4交流模块架构148
7.4光伏发电系统的并网控制150
7.4.1最大功率点跟踪控制算法150
7.4.2DC-DC变换器控制153
7.4.3并网逆变器控制154
7.4.4防孤岛检测157
7.5基于多电平逆变器的光伏发电系统最新进展160
7.6小结162
参考文献163
第8章 可再生能源系统可控性分析165
8.1简介165
8.2非线性系统的零状态166
8.2.1第一种方法167
8.2.2第二种方法167
8.3通过L型滤波器连接到电网的风力发电机的可控性168
8.3.1稳态和稳定运行区169
8.3.2零状态分析171
8.4通过LCL型滤波器连接到电网的风力发电机的可控性172
8.4.1稳态和稳定运行区172
8.4.2零状态分析178
8.5连接到电流源逆变器的光伏发电系统的可控性和稳定性分析183
8.5.1系统稳态和稳定性分析184
8.5.2光伏的零状态分析186
8.6小结191
参考文献192
第9章 中小型可再生能源系统的通用运行控制1949.1分布式发电系统194
9.1.1单级式光伏发电系统195
9.1.2中小型风力发电系统195
9.1.3控制结构概述196
9.2与电网互动的分布式发电系统的功率变流器控制204
9.2.1下垂控制205
9.2.2微电网中的功率控制207
9.2.3控制参数设计211
9.2.4谐波补偿216
9.3辅助功能218
9.3.1本地负载的电压支持218
9.3.2无功功率容量220
9.3.3电力系统领域的电压支撑222
9.4小结223
参考文献224
第10章 双馈感应电机的特性与控制226
10.1双馈感应电机的基本原理226
10.1.1电机结构与电气拓扑226
10.1.2稳态等效电路226
10.1.3动态建模231
10.2基于AC－DC－AC变流器的双馈感应电机矢量控制234
10.2.1并网运行234
10.2.2转子位置观测243
10.2.3独立运行247
10.3基于双馈感应电机的风力发电系统254
10.3.1风力发电机空气动力学254
10.3.2风力发电机的控制域254
10.3.3风力发电机控制256
10.3.4基于双馈感应电机的风力发电机的典型分析256
10.3.5基于双馈感应电机的风力发电机的稳态性能258
10.3.6基于双馈感应电机的风力发电机的电压跌落分析259
参考文献263
第11章 分布式发电系统中的AC-DC-AC变流器264
11.1简介264
11.1.1双向AC-DC-AC变流器拓扑265
11.1.2 AC-DC-AC变流器的无源器件设计266
11.1.3直流侧电容额定值267
11.1.4飞跨电容额定值268
11.1.5 L和LCL型滤波器额定值268
11.1.6对比270
11.2 AC-DC-AC拓扑结构的脉宽调制策略271
11.2.1传统三相两电平变流器的空间矢量调制272
11.2.2传统三相三电平变流器的空间矢量调制274
11.3二极管钳位变流器的直流电容电压平衡276
11.3.1飞跨电容变流器的飞跨电容电压平衡278
11.3.2简化AC-DC-AC拓扑的脉宽调制279
11.3.3开关器件的压降以及死区时间的补偿282
11.4 AC-DC-AC变流器的控制算法286
11.4.1 AC-DC电机侧变流器的磁场定向控制287
11.4.2定子电流控制器设计287
11.4.3直接转矩控制与空间矢量调制289
11.4.4电机定子磁链控制器设计289
11.4.5电机的电磁转矩控制器的设计290
11.4.6机械角速度控制器的设计290
11.4.7 AC-DC电网侧变流器电压定向控制291
11.4.8 AC-DC电网侧变流器的线电流控制器291
11.4.9 AC-DC电网侧变流器具有空间矢量调制的直接功率控制293
11.4.10 AC-DC电网侧变流器的功率控制器293
11.4.11 AC-DC变流器直流侧电压控制器294
11.5有功功率前馈控制的AC-DC-AC变流器295
11.5.1 AC-DC-AC变流器的功率响应时间常数分析296
11.5.2直流母线电容的能量296
11.6小结299
参考文献299
第12章 多电飞机中的电力电子学302
12.1简介302
12.2多电飞机303
12.2.1空客380电气系统305
12.2.2波音787电气系统305
12.3多电发动机308
12.3.1功率优化飞机309
12.4发电系统策略310
12.5电力电子与功率变换313
12.6配电系统316
12.6.1高压运行317
12.7小结319
参考文献319
第13章 电动汽车和插电式混合动力电动汽车321
13.1简介321
13.2纯电动车、混合动力电动汽车以及插电式混合动力电动汽车的结构322
13.2.1纯电动车322
13.2.2混合动力电动汽车322
13.2.3插电式混合动力电动汽车（PHEV）324
13.3 EV和PHEV充电基础设施325
13.3.1 EVPHEV电池和充电方式325
13.4电力电子技术在EV和PHEV充电架构中的应用334
13.4.1充电设备335
13.4.2并网基础设施336
13.5 V2G和V2H概念337
13.5.1电网改造升级338
13.6 PEV充电的电力电子技术339
13.6.1安全注意事项339
13.6.2住宅型并网充电系统340
13.6.3公共型并网充电系统341
13.6.4分布式可再生能源的并网系统344
参考文献347
第14章 多电平变流器逆变器拓扑结构与应用350
14.1简介350
14.2多电平变流器逆变器基础351
14.2.1什么是多电平变流器逆变器351
14.2.2三种典型多电平实现拓扑351
14.2.3多电平变流器逆变器的广义拓扑及其衍生拓扑353
14.3串联式多电平逆变器及其应用358
14.3.1串联式多电平逆变器的实用优势358
14.3.2星接串联式多电平逆变器及其应用358
14.3.3角接串联式多电平逆变器及其应用361
14.3.4用于统一潮流控制的面对面连接串联式多电平逆变器364
14.4新兴应用与探讨366
14.4.1无磁性器件的直流变换366
14.4.2多电平模块化飞跨电容式直流变换器369
14.4.3 nX直流变换器371
14.4.4器件成本对比：飞跨电容变流器、MMCCC与nX直流变换器372
14.4.5零电流开关：MMCCC 373
14.4.6多电平变流器的容错性与可靠性377
14.5小结378
致谢379
参考文献379
第15章 多相矩阵变换器的拓扑和控制381
15.1简介381
15.2三相输入五相输出矩阵变换器381
15.2.1拓扑结构381
15.2.2控制算法382
15.3仿真和实验结果399
15.4五相输入三相输出矩阵变换器402
15.4.1拓扑结构402
15.4.2控制技术403
15.5示例结果 411
致谢413
参考文献413
第16章 基于升压电路的单相整流器功率因数调节器415
16.1简介415
16.2基本升压型PFC 416
16.2.1变换器拓扑结构和平均模型416
16.2.2稳态分析418
16.2.3控制电路418
16.2.4线性控制设计419
16.2.5仿真结果421
16.3不对称半桥升压型PFC 422
16.3.1CCMCVM运行模式和平均模型建模423
16.3.2小信号平均模型和传递函数424
16.3.3控制系统设计425
16.3.4数字化实现和仿真结果427
16.4交错双升压型PFC430
16.4.1拓扑结构431
16.4.2开关时序432
16.4.3线性控制器设计和实验结果435
16.5小结436
参考文献437
第17章有源电力滤波器442
17.1简介442
17.2谐波442
17.3谐波的作用和负面影响443
17.4谐波国际标准443
17.5谐波类型444
17.5.1谐波电流源444
17.5.2谐波电压源445
17.6无源滤波器447
17.7功率定义447
17.7.1负载功率和功率因数447
17.7.2负载功率的定义448
17.7.33D空间电流坐标系中的功率因数定义448
17.8有源滤波器449
17.8.1电流源逆变器APF 450
17.8.2电压源逆变器APF 450
17.8.3并联有源电力滤波器450
17.8.4串联有源电力滤波器450
17.8.5 混合滤波器451
17.8.6大功率应用452
17.9 APF开关频率的选择方法452
17.10谐波电流提取技术453
17.10.1 P-Q理论453
17.10.2矢量叉积理论454
17.10.3基于P-Q-R旋转坐标系的瞬时功率理论455
17.10.4同步坐标系457
17.10.5自适应干扰消除技术457
17.10.6电容电压控制458
17.10.7时域相关函数技术458
17.10.8傅里叶级数辨识458
17.10.9其他方法459
17.11并联有源滤波器459
17.11.1并联APF建模460
17.11.2三相四线制并联APF465
17.12 串联有源电力滤波器467
17.13统一电能质量调节器468
致谢471
参考文献471
第18A章 带有电力电子的硬件在环仿真系统：强大的仿真工具475
18A.1背景475
18A.1.1硬件在环仿真系统概述475
18A.1.2虚拟机的应用475
18A.2功率性能提升476
18A.2.1顺序切换477
18A.2.2磁性续流控制 478
18A.2.3增加开关频率481
18A.3异步电机模型482
18A.3.1控制问题482
18A.3.2基于逆变器的电机模型482
18A.4实验结果和小结483
18A.4.1实验结果483
18A.4.2小结487
参考文献489
第18B章 模块化多电平换流器的实时仿真490
18B.1简介490
18B.1.1 MMC的工业应用490
18B.1.2电力电子换流器实时仿真的限制490
18B.1.3 MMC拓扑介绍492
18B.1.4 MMC仿真约束条件493
18B.2 MMC建模的选择及其局限性494
18B.2.1详细模型494
18B.2.2开关函数495
18B.2.3平均模型495
18B.3实时仿真的硬件技术496
18B.3.1基于DSP的顺序编程仿真496
18B.3.2基于FPGA的并行编程仿真496
18B.4用不同方法实现实时仿真器498
18B.4.1平均模型算法的顺序编程498
18B.4.2开关函数算法的并行编程500
18B.5小结502
参考文献502
第19章 基于模型预测的电机转速控制方法504
19.1简介504
19.2电机转速经典控制方案综述504
19.2.1电机模型505
19.2.2磁场定向控制505
19.2.3直接转矩控制506
19.3预测电流控制509
19.3.1预测模型509
19.3.2价值函数510
19.3.3预测算法510
19.3.4控制方案510
19.4预测转矩控制511
19.4.1预测模型511
19.4.2价值函数512
19.4.3预测算法512
19.4.4控制方案512
19.5使用矩阵变换器的预测转矩控制513
19.5.1预测模型513
19.5.2价值函数514
19.5.3预测算法514
19.5.4控制方案514
19.5.5无功功率的控制514
19.6预测转速控制516
19.6.1预测模型516
19.6.2价值函数517
19.6.3预测算法518
19.6.4控制方案518
19.7小结519
致谢519
参考文献519
第20章 电流源变流器电气传动系统522
20.1简介522
20.2传动系统结构523
20.3 CSC的PWM控制524
20.4 CSR的通用控制方法527
20.5异步和永磁同步电机的数学模型529
20.6异步电机的电流和电压控制531
20.6.1磁场定向控制（FOC）531
20.6.2电流多标量控制533
20.6.3电压多标量控制534
20.7永磁同步电机的电流和电压控制538
20.7.1 PMSM的电压多标量控制538
20.7.2内嵌式永磁电机的电流控制541
20.8 CSC驱动双馈电机的控制系统543
20.9小结546
参考文献547
第21章 PWM逆变器共模电压和轴承电流：原因、影响和抑制548
21.1简介548
21.1.1容性轴承电流551
21.1.2放电电流551
21.1.3轴承环流电流551
21.1.4转子接地电流553
21.1.5轴承电流的主要分量553
21.2异步电机共模参数的确定553
21.3抑制共模电流的无源方法555
21.3.1降低逆变器开关频率556
21.3.2共模电抗器556
21.3.3共模无源滤波器557
21.3.4共模变压器559
21.3.5带滤波器系统的半有源共模电流抑制560
21.3.6共模和差模集成式电抗器561
21.3.7电机结构和轴承保护环561
21.4用于减小共模电流的有源系统562
21.5减小共模电流的PWM修正算法563
21.5.1三个奇性有效矢量（3NPAV）564
21.5.2三个有效矢量调制（3AVM）565
21.5.3有效零电压控制（AZVC）565
21.5.4单零矢量空间矢量调制（SVM1Z）567
21.6小结568
参考文献569
第22章 大功率驱动系统在工业上的应用： 实例571
22.1简介571
22.2液化天然气工厂571
22.3燃气轮机：传统的压缩机驱动器572
22.3.1机组起动要求572
22.3.2温度对燃气轮机输出的影响573
22.3.3可靠性和持久性573
22.4变频驱动器对技术和经济的影响574
22.5大功率电机575
22.5.1新型大功率电机576
22.5.2无刷励磁同步电机578
22.6大功率电力驱动579
22.7开关器件580
22.7.1大功率半导体器件581
22.8大功率变流器的拓扑结构582
22.8.1 LCI583
22.8.2VSI583
22.8.3小结584
22.9多电平VSI拓扑584
22.9.1两电平逆变器584
22.9.2多电平逆变器585
22.10大功率电力驱动控制591
22.10.1 PWM方法592
22.11小结595
致谢595
参考文献595
第23章 单相电网侧变流器的调制与控制598
23.1简介598
23.2单相VSC调制技术599
23.2.1并联H-BC600
23.2.2 H-DCC603
23.2.3 H-FCC606
23.2.4比较611
23.3交流-直流单相VSC的控制616
23.3.1单相控制算法的分类617
23.3.2 dq同步坐标系下的电流控制PI-CC 618
23.3.3abc静止参考坐标系电流控制PR-CC 620
23.3.4控制器设计622
23.3.5有功功率前馈算法625
23.4小结627
参考文献628
第24章 阻抗源逆变器631
24.1多电平逆变器631
24.1.1无变压器技术631
24.1.2传统CMI或混合CMI631
24.1.3单级逆变器拓扑632
24.2准Z源逆变器633
24.2.1准Z源逆变器的原理633
24.2.2qZSI的控制方法635
24.2.3适用于带电池的光伏系统的qZSI 637
24.3基于qZSI的串联多电平光伏系统639
24.3.1工作原理639
24.3.2控制策略和电网同步641
24.4硬件实现643
24.4.1阻抗参数643
24.4.2控制系统644
致谢645
参考文献645
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我们很荣幸地能够在《电力电子应用技术手册》中展现最新的电力电子相关技术，以及在可再生能源、交通运输系统和各种工业应用中的最新发展。
我们编写《电力电子应用技术手册》的目的，是为了给研究人员、教师及学生们提供最新的、重要的技术研究参考。也希望把我们对行业领域的热爱，通过简单易懂的方式，把相关技术原原本本且形象化地表达出来。考虑到电力电子系统的研究中需要大量的、各行各业的专业知识，我们采用了联合编写的方式。
在《电力电子应用技术手册》中，我们广泛讨论了电力电子技术、可再生能源、智能电网、分布式发电及其他多个工业领域的内容。这项工作在一定程度上填补了工程文献的空白，有助于大家更好理解并进一步应用好电力电子技术。电力电子技术及其应用是当今发展最快的工程领域技术之一，也是应对当前环境变化和满足能源需求的关键所在。本书整理了大量资料以解决当前问题，并为日益增长的商业需要和国内电力发展需求等提供了解决方案。
《电力电子应用技术手册》讨论了当前研究所涉及的诸多热点。世界知名科学家的参与，也提高了本书的水平，包括IEEE Life Fellow：Bimal K.Bose教授、Joachim Holtz教授等。其余参与编写的科学家包括Frede Blaabjerg教授、Leopoldo G.Franquelo教授、Carlo Cecati教授、Hamid A.Toliyat教授、Bin Wu教授、Fang Zheng Peng教授、Ralf M.Kennel教授、Jose Rodriguez教授等。
《电力电子应用技术手册》分为三个主要部分：①第一部分由第1～5章组成，介绍了电力电子对新兴技术的影响；②第二部分由第6～11章组成，介绍了分布式发电系统中的电力电子技术；③第三部分由第12～24章组成，介绍了电力电子技术在运输及工业中的应用。
第1章，简要而全面地概述了由于大量燃烧化石燃料，从而引起的世界能源和气候变化问题，以及可能的解决方案或缓解方法。作者在本章中讨论和阐述了21世纪中电力电子技术对节能、可再生能源、大容量储能、电动汽车混合动力电动汽车等方面的影响。
第2章，重点论述了电力电子技术在实现高效能量传输及分配、可再生能源在电力系统中的广泛应用，以及对电气化运输系统的贡献。本章还讨论了柔性交流输电系统（FACTS）装置、高压直流（HVDC）输电系统、风力光伏（PV）发电，以及用于海洋能的电力电子变流器、电动汽车的功率转换以及储能系统等。
第3章，概述了分布式发电和智能电网的主要技术、特征及存在的问题。本章对这些新兴主题做了简要而全面的概述。
第4章，介绍了功率半导体器件技术的最新发展，重点介绍了宽禁带晶体管。本章简要阐述了目前最先进的碳化硅（SiC）功率器件，以及各种SiC功率器件的特性。给出了SiC功率器件的各种驱动电路，并通过试验结果说明了开关器件的性能，对器件的具体应用进行了详细的讨论。
第5章，作者把交流链路通用功率变流器归类为一种新的功率变流器，介绍了它们如何在保持单级变换的同时能够有效接入负载和电源。
第6章，阐述了风力发电中的技术发展和市场前景，介绍了各种风电机组的概念以及功率变流器的解决方案，对具体控制方法、电网要求及可靠性研究等做了简要说明。
第7章，对光伏并网发电系统做了全面阐述，其中包括功率曲线、并网结构、多种逆变器拓扑结构（单相和三相）、控制策略、最大功率点跟踪（MPPT）以及防孤岛运行检测方法。本章重点介绍了光伏发电行业现有的主要解决方案，以让读者对光伏逆变器现有技术有宏观和整体的了解。此外，还介绍了最新引进的大型光伏电站的多电平逆变器概念、发展趋势、挑战及未来的解决方案。
第8章，阐述了可再生能源系统的组成，包括选择合适的滤波器，以确保系统稳定工作在最佳运行状态；之后进行设计和实现控制器，以确保系统的稳定性和高动态性能，且具有对扰动和参数变化的鲁棒性。对通过滤波器连接到电网的内置式永磁（IPM）风力发电机的可控性进行了分析，对非线性系统的稳定性及零状态的分析，揭示了它们对控制器结构设计和系统动态特性的影响。
第9章，介绍了功率变流器中控制功能的重要作用及其主要相关问题，其中包括功率控制、电网同步、无功功率控制、公共耦合点的电压调节和电能质量约束等问题。为解决这些问题，本章重点介绍了光伏和中小型风力发电系统，以及在并网运行、独立运行及同步运行等模式之间的切换。
第10章，阐述了双馈感应电机的主要特性和控制方式，包括并网运行和独立运行方式。本章还介绍了采用双馈感应电机的风力发电系统的特性，并对风力发电机的空气动力学、风力发电机先进控制及稳定性能进行了简要的概述。
第11章，介绍了AC－DC－AC变流器的多种拓扑结构及其设计，对基于晶体管的连接两个三相交流系统的经典AC－DC－AC变流器［两电平、二极管钳位式三电平变流器（DCC）、飞跨电容变流器（FCC）］和简化的AC-DC-AC变流器（两电平、三电平的三相到单相及三相到三相的DCC）做了深入阐述。
第12章，阐述了多电飞机技术是如何不断发展并被广泛认为是航空工业未来方向的。本章简要描述了传统飞机和多电飞机（例如，空客380和波音787）的发电、变换和配电等技术，还介绍了电气结构设计、功率分配策略、多电发动机及在高海拔地区时高电压的影响等。
第13章，介绍了电动汽车（EV）和插电式混合动力电动汽车（PHEV）的结构和基本设计，以及电动汽车制造业的未来发展趋势。本章还阐述了将电动汽车与绿色能源、可再生能源相结合的设计理念及系统设计方法。
第14章，介绍了多电平变流器逆变器相关技术，并描述了应用在具体场景时的优缺点。本章还阐述了多电平逆变器在静止无功发生器（SVG）、静止同步补偿器（STATCOM）及FACTS装置中的应用，并进一步讨论了无磁性器件多电平DC-DC变换器，并对相关的容错性和可靠性进行了分析。
第15章，阐述了多相矩阵变换器的理论和分析方法，其中包括现有和最新提出的拓扑结构及控制策略。本章还给出了多个为系统高效运行而设计的控制算法。
第16章，详细分析了三种用于单相整流器中功率因数调节的升压型预调节器：单开关基本型升压斩波电路、双开关不对称半桥升压斩波电路、交错双升压斩波拓扑结构等。在本章中还介绍了数学建模方法，并将其应用于前两种拓扑中，证明了这些变换器与各自的控制系统相匹配。
第17章，介绍了电力电子应用如何渗透到现代生活的多个领域，相对于线性负载而言，相关技术使得非线性负载得到了大量增加。同时，由于基于电力电子技术设计的负载对谐波畸变比较敏感，从而出现了大量对有源电力滤波器的研究，用于消除或减轻谐波的影响。
第18A章，介绍了所谓的虚拟机（VM）是一个电力电子硬件在环（HiL）系统，使逆变器在模拟真实功率情况下进行测试，而无需装配真实运行的设备。这是因为VM具有与真正的感应电动机甚至同步电动机相同的特性。通过修改软件，可以实现对不同电动机和不同负载情况进行模拟仿真，以检验被测试的传动逆变器能否正常工作。
第18B章，介绍了HiL系统，并详细介绍了模块化多电平换流器（MMC）。本章阐述了标准仿真方法中的局限性，提出了更适合的控制技术；讨论了由于变流器拓扑结构的不同，从而对实现实时仿真的硬件选择而产生的问题，基于前述相关技术，给出了采用OPAL-RT实时仿真器进行仿真的应用实例。
第19章，介绍了模型预测控制（MPC）在电机转速控制中的应用，并阐述了MPC是一种不同概念下的控制技术，其能够在不增加系统复杂度的基础上，为控制不同的电力电子拓扑结构和同时管理多个控制目标提供较高的灵活性。
第20章，介绍了两种由电流源逆变器驱动电机的控制方法，第一种方法是基于电流控制，第二种方法是采用多标量模型的电压控制。分析了这类拓扑结构在控制笼型异步电机、双馈感应电机和永磁同步电机中的应用。
第21章，介绍了逆变器采用脉宽调制（PWM）控制时产生的高dvdt，以及产生的共模电压并导致出现轴承电流、轴电压、机端过电压、电机效率下降和电磁干扰等。分析了产生共模电压的等效电路，重点讨论了轴承电流和对其他不同位置电流的限制问题。在本章中还介绍了基于PWM的减小共模电流的有效方法。
第22章，介绍了兆瓦级变频器（VFD）在液化天然气（LNG）工厂中的应用。本章列举了几个大功率变频器的实例，例如使用四套基于NPC拓扑结构的25MW变频器来实现100MW的大功率系统等。本章首先概述了LNG工厂，并描述了采用常规燃气轮机（GT）时对经济和环境的影响；介绍了各种用于LNG工厂的大功率驱动技术，重点阐述了它们的局限性、技术问题以及对未来LNG工厂的影响。
第23章，主要介绍了单相有源前端变流器的调节和控制。第一部分对三种主要的多电平变流器拓扑结构的单极性PWM技术进行了介绍和分析；第二部分主要介绍了单相电压源变流器的电流控制。
第24章即最后一章，对现在及未来的高性能Z源逆变器（ZSI）准Z源逆变器（qZSI）做了全面而系统的概述，并对阻抗网络参数的设计做了详细说明。本章重点关注ZSIqZSI，也即是阻抗源逆变器。由于这种逆变器单级功率变换具有升压降压功能，且能在较宽范围内调节提供所需幅值的直流电压，从而降低对逆变器的性能要求，并允许同一桥臂的功率器件同时导通，因此现在受到了广泛的关注。本章还介绍了传统ZSIqZSI的工作原理和控制方法，并对一些延伸发展出的新型拓扑结构的优点进行了讨论，例如电池供电的qZSI和基于qZSI结构的串联多电平系统。
Haitham Abu-Rub
Mariusz Malinowski
Kamal Al-Haddad
我非常高兴且荣幸地为这本走在科技前沿的书籍《电力电子应用技术手册》撰写序言。电力电子与传动控制是一个极其复杂的领域，由贯穿整个电气工程的多个学科组成。因此，由一位专家撰写一本涉及全部领域的图书几乎不可能；特别是大家见证了近些年来，控制理论、信号处理、可再生能源，以及电动汽车和插电式混合动力电动汽车等相关领域的快速发展，这些领域的进步都极大地促进了电力电子系统出现新的解决方案。因此，本书是由这些领域的多位知名专家共同编写完成的。
《电力电子应用技术手册》共24章，分为三大部分：第一部分由第1～5章组成，介绍了电力电子对新兴技术的影响；第二部分由第6～11章组成，介绍了分布式发电系统中的电力电子技术；第三部分由第12～24章组成，介绍了电力电子技术在运输及工业中的应用。第1章由世界著名的电力电子专家Bimal K.Bose教授执笔；第2章概述了高压直流（HVDC）输电及柔性交流输电系统（FACTS）中的电力电子技术；第3章介绍了智能电网的概念；第4章介绍了电力半导体的最新技术；第5章是第一部分的最后一章，介绍了一种新型交流链路通用功率变流器。本书的第二部分从第6章及第7章开始，概述了可再生能源的技术发展，并由世界知名专家Frede Blaabjerg执笔，这两章内容涉及风力发电及光伏（PV）发电中的电力电子内容。接下来的4章（第8～11章）涉及可再生能源系统中的可控性分析、分布式发电、双馈感应电机（DFIM），以及AC-DC-AC变流器。本书的第三部分，也是内容最多的部分，是以运输相关的2章（第12、13章）开始，其中一章介绍了关于飞机的现代电力电子解决方案，另一章介绍了关于电动汽车和插电式混合动力电动汽车。继这两章之后，分别讨论并介绍了多电平变流器（第14章）、多相矩阵变换器（第15章）、高功率因数整流器（第16章）、有源电力滤波器（第17章）、带有电力电子的硬件在环仿真系统（第18章）、变频器驱动电机的预测控制（第19章）、电流源变流器（第20章）、传动系统中脉宽调制（PWM）的共模电压抑制和轴承电流抑制（第21章）、工业中的大功率驱动（第22章）、单相电网侧换流器的调制与控制（第23章）、阻抗Z源逆变器（ZSI）和准Z源逆变器（qZSI）（第24章）。
《电力电子应用技术手册》具有当代书籍的典型特征，并以独创性的方法讨论了作者们目前研究的几个方面，其中简洁的语言、易懂的插图十分适合高等院校电气工程、电力系统等专业的师生，以及相关行业的研究人员和工程技术人员阅读。
最后，我要感谢各位作者在本书的编写过程中的无私奉献，才能使本书涉及可再生能源系统、智能电网、分布式发电、运输及其他工业领域的方方面面。这项工作完美地填补了目前电力电子系统方面的知识空白，并有助于更好地理解和进一步应用相关技术。
Marian P.Kazmierkowski, IEEE Fellow
波兰华沙工业大学控制与工业电子学院原
我们非常荣幸地有机会翻译Haitham Abu-Rub等来自相关领域行业的世界著名教授或专家的这本经典之作！
《电力电子应用技术手册》全面、详细、深刻地阐述了多个电力电子领域的最新前沿理论技术、工程实践经验、核心技术要点、产品及行业发展趋势等。
在《电力电子应用技术手册》翻译中，本人对第1、2、3、5章进行了翻译，宇文博博士对第6、11、15、21章进行了翻译，苏位峰博士对第7、14、16、17章进行了翻译，苟军善高工对第4、8、10、23章进行了翻译，周友博士对9、12、13、18A、18B章进行了翻译，荣飞博士对第19、20、22、24章进行了翻译，周京华博士对前言及第2、4、6章中的部分内容进行了翻译，白志红博士对第13、14、17章中的部分内容进行了翻译。在翻译过程中，还有以下人员对部分章节的翻译提供了重要的支持与帮助：耿华博士对第3章，刘淳博士对第5章，高强博士对第7章，郭小强博士对第11章，杜旭元硕士对第14章，郭高鹏博士对第16章等。
此外，除了以上主要翻译人员的交叉校核外，本人和宇文博博士、苏位峰博士、周京华博士、白志红博士等一起对所有章节进行了名词术语统一、校核和修订。
在此，衷心感谢清华大学的李发海教授（本人和苏位峰在攻读博士学位时的导师）对翻译过程中的难点给予的释疑和指导！同时，衷心感谢以康劲松博士、郎永强博士、王政博士、贵献国博士、胡安平博士、薄绍宁博士、绳伟辉博士、赵建明教授，以及中车永济电机的郭海军、李宏智、李文科、李伟宏等为代表的众多电力电子、电机、自动控制等方面的学者和专家，感谢针对翻译中遇到的具体技术问题，大家所进行的相关探讨和技术交流。
书中内容涉及的工业领域广泛，新的前沿技术众多，限于时间和翻译人员的水平，书中会有翻译不准确或不正确的地方，欢迎大家多提宝贵意见和进行深入的技术探讨。希望通过本书的翻译，能够对国内电力电子相关行业的发展起到一定的促进作用！
卫三民
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