本书总结了作者在风电变流技术领域十余年的研究成果，全面阐述了风电变流器本体的电力电子技术、风电变流器对机组的转矩控制和对电网的并网控制技术，内容包括全功率变换风力发电系统和双馈风力发电系统的原理、机侧和网侧变换器的优化控制、机侧与网侧变换器直流环节及变换器滤波环节的优化设计、风电变流器的电网故障穿越及其不间断运行技术、变流器的模块化并联扩容技术、并联型风电变流器的容错与重构运行技术和风电变流器的电压源型控制技术等。此外，书中还介绍了大量优化和改进风电变流器控制性能的最新技术，并附有大量的设计案例、仿真分析与实验验证。
本书适合从事风电变流器技术研究、开发与应用的技术人员和电力电子技术等相关专业的科技人员参考，也可作为高等学校电气工程专业高年级本科生和研究生的教学参考书。

蔡旭，教授，博士生导师，上海交通大学能源研究院副院长，风电研究中心主任，上海市电源学会理事长。国家能源智能电网（上海）研发中心第一任常务副主任。研究方向为可再生能源与储能接入装备及其并网技术，主要从事风电变流与机组控制、风电直流送出与并网、电网级变换器、大容量电池储能变换器研究工作。主持研发了国产首台首套投入使用的海上风电变流器和世界上首台示范运行的无变压器高压直挂储能变换器。发表论文400余篇，出版专著4部，获授权发明专利70余项，排名第一获省部级科技奖8项。

序
前言
第1章 绪论
1.1 主流风电变流器的电路拓扑结构
1.2 风电变流器的效率提升
1.3 风电变流器的可靠性提升
1.4 风电变流器的可用度提升
1.5 风电机组的电网支撑与电网故障穿越
1.6 风电变流技术展望
参考文献
第2章 全功率变换风力发电系统
2.1 全功率变换风电机组的工作原理
2.2 全功率风电机组的数学模型
2.2.1 风速模型
2.2.2 风力机模型
2.2.3 桨距角控制模型
2.2.4 驱动链模型
2.2.5 发电机模型
2.2.6 变流器模型
2.3 基本控制策略与控制参数设计方法
2.3.1 最大功率跟踪控制
2.3.2 网侧变换器控制
2.3.3 机侧变换器控制
2.4 变流器控制参数设计
2.4.1 锁相环控制参数设计
2.4.2 网侧变换器控制参数设计
2.4.3 机侧变换器控制参数设计
2.5 变流器主电路参数设计方法
2.5.1 网侧变换器IGBT参数设计
2.5.2 机侧变换器IGBT参数设计
2.5.3 网侧滤波器参数设计
2.5.4 机侧滤波器参数设计
2.5.5 直流母线电容参数设计
2.5.6 卸荷回路参数设计
2.6 设计案例
参考文献
第3章 双馈风力发电系统
3.1 双馈风力发电系统的基本工作原理
3.2 双馈风力发电系统的动态模型
3.2.1 双馈感应电机模型
3.2.2 网侧滤波器与变流器直流侧模型
3.2.3 机侧变换器矢量控制
3.2.4 网侧变换器矢量控制
3.2.5 机侧变换器控制参数设计
3.2.6 网侧变换器控制参数设计
3.3 主电路参数设计方法
3.3.1 转子侧PWM变换器参数选型设计
3.3.2 直流母线电压设计
3.3.3 直流母线电容参数设计
3.3.4 网侧PWM变换器参数选型设计
3.4 双馈风电变流器设计案例与仿真分析
参考文献
第4章 机侧变换器优化控制技术
4.1 全功率变换机组的机侧变换器控制
4.1.1 基于PI的矢量控制
4.1.2 基于PR的控制策略研究及仿真验证
4.1.3 基于直接转矩控制的算法研究及仿真分析
4.1.4 性能对比
4.2 双馈风电机组的机侧变换器控制
4.2.1 机侧变换器的矢量控制
4.2.2 机侧变换器的直接功率(转矩)控制
4.2.3 两种控制策略的对比研究
4.2.4 控制策略实验验证
4.3 机侧变换器对机组轴系扭振的控制
4.3.1 不同控制策略对轴系振荡的阻尼作用
4.3.2 机组轴系扭振的镇定控制
4.4 机侧变换器的无速度传感器控制
4.4.1 基于脉冲观测器的发电机磁链估计
4.4.2 机侧变换器无速度传感器控制
参考文献
第5章 网侧变换器优化控制技术
5.1 网侧变换器动态性能优化控制
5.1.1 双闭环PI控制的动态性能分析
5.1.2 电压给定斜率限制和负载电流前馈
5.1.3 电压平方反馈控制
5.1.4 无差拍预测电流控制
5.1.5 实验验证与分析
5.2 应对电网电压不平衡的电流优化控制
5.2.1 正负序分解控制
5.2.2 滑模控制
5.3 应对电网电压畸变的电流优化控制
5.3.1 谐波畸变电网下网侧变换器的功率模型
5.3.2 谐波畸变电网下比例多谐振调节器的参数设计
5.3.3 谐波畸变电网下基波电压同步与谐波提取
5.3.4 网侧变换器的比例多谐振控制系统
5.3.5 硬件在环实验验证
5.4 直接功率控制
5.4.1 基于开关表的网侧变换器直接功率控制
5.4.2 基于空间矢量调制的网侧变换器直接功率控制
5.4.3 直接功率控制器参数设计方法
5.4.4 仿真分析
5.5 无电网电压传感器控制
5.5.1 三相VSC的虚拟磁链定向控制
5.5.2 LCLVSC的简化数学模型
5.5.3 LCLVSC的无电网电压传感器控制
5.5.4 实验验证
参考文献
第6章 犔犆犔滤波器和中间直流环节的优化
6.1 网侧LCL滤波器的有源阻尼控制
6.1.1 反馈有源阻尼控制理论
6.1.2 反馈有源阻尼控制中反馈环节的设计
6.1.3 LCLVSC的滤波有源阻尼控制
6.1.4 仿真分析
6.1.5 实验验证
6.2 变流器中间直流环节电压波动抑制
6.2.1 基于无源性理论的风电机组联合控制器设计
6.2.2 具有L2干扰抑制的无源控制器改进
6.2.3 变流器快速性能约束及功率斜率控制
6.2.4 实验验证与分析
参考文献
第7章 风电变流器的电网故障穿越与不间断运行
7.1 电网故障下双馈感应电机的暂态特性
7.1.1 对称电压跌落时的转子开路电压
7.1.2 对称电压跌落时的转子电流
7.1.3 仿真验证
7.2 电网故障穿越
7.2.1 国外电压故障穿越相关规范
7.2.2 中国故障电压穿越相关规范
7.2.3 低电压穿越保护方案
7.3 故障不间断运行
7.3.1 定子侧串联阻抗
7.3.2 转子侧串联电阻
参考文献
第8章 模块化组合并联风电变换器
8.1 多变流回路并联技术
8.1.1 多