1、书书书国际电气工程先进技术译丛功率理论与电能质量治理P O W e r T h e O r i e s f O r l mp r O ve dP O W e r Q u a l i t y（波兰）G r z e g o r z B e ny s e kMa r i a n P a s ko 著 陶顺 罗超 译 机 械 工 业 出 版 社 本书介绍了电能质量的基本问题，尤其专注于有源补偿和基于D SP的控制算法，分章节讨论了如下内容：功率理论以及这些理论的发展历史和应用中的实际问题；有源补偿器 D SP控制算法的运行原理，引入了很多算例和实验室研究结果；控制算法的主要应用范围和对实践方案的建议。
2、T r a ns l a t i o n f r o m E ng l i s h l a ng ua g ee di t i o n：P o w e rT he o r i e sf o rI m pr o v e dP o w e r Q ua l i t ybyG r z e g o r zB e ny s e k a nd Ma r i a n P a s ko.C o py r i g ht 2012，Spr i ng e r L o ndo n.Spr i ng e r L o ndo n i sapa r t o f Spr i ng e r Sc i e nc e+B us i
3、 ne s sMe di a.A l l R i g ht sR e s e r v e d.本书中文简体字版由 Spr i ng e r 授权机械工业出版社独家出版。版权所有，侵权必究。本书版权登记号：图字 01-2013-3376 号 图书在版编目（C I P）数据 功率理论与电能质量治理/（波兰）本尼塞克（B e ny s e k，G.），（波兰）巴斯科（P a s ko，M.）著；陶顺，罗超译.北京：机械工业出版社，2013.10（国际电气工程先进技术译丛）书名原文：P o w e r T he o r i e sF o r I m pr o v e d P o w e r Q ua
4、l i t y I SB N978-7-111-44230-1.功.本巴陶罗.功率补偿理论电能质量分析.T M714.3T M60 中国版本图书馆 C I P数据核字（2013）第 233942 号 机械工业出版社（北京市百万庄大街 22 号 邮政编码 100037）策划编辑：牛新国 责任编辑：赵 任 版式设计：霍永明 责任校对：刘怡丹 封面设计：赵颖喆 责任印制：2014 年 1 月第 1 版第 1 次印刷 169m m 239m m 12.75 印张247 千字 0001 册 标准书号：I SB N978-7-111-44230-1 定价：元 凡购本书，如有缺页、倒页、脱页，由本社发行部调
5、换 电话服务 社 服 务 中 心：（010）88361066 销售一部：（010）68326294 销售二部：（010）88379649 读者购书热线：（010）88379203网络服务教材网：ht t p：/w w w.c m pe du.c o m机工官网：ht t p：/w w w.c m pbo o k.c o m机工官博：ht t p：/w e i bo.c o m/c m p1952封面无防伪标均为盗版杨 曦北京市四季青双青印刷厂印刷300058.00译 者 序当代电力系统的电源特性、电网结构、负荷构成和调控技术正在发生着深刻变化，这加剧了系统的非线性和不对称性；加之电气设备的敏感
6、性不断增强，使得电能质量问题及其治理方法已经成为当今电工界的研究热点。电气系统功率理论是对电路中客观存在的能量流的本质认识和对功率特性的总结与实践，尤其是对基于电力电子技术的电力调节装置具有理论指导意义，例如，将功率理论与调节装置相结合，可以获得电路的最优运行条件和实现正弦波形畸变最小化等。由波兰专家 G r z e g o r z B e ny s e k 和 Ma r i a n P a s ko编著的 功率理论与电能质量治理 一书系统地介绍了周期性非正弦系统功率理论及其在电能质量治理中的应用，其中：第 1 章概述了交流电力系统中电能质量的主要问题及其治理的必要性；第 2 章以电气系统功率
7、理论的认识和发展为线索，回顾了代表性的周期性非正弦系统功率理论的科学研究成果；第 3 章将这些功率理论应用于有源电力滤波器（A P F）的控制算法，并通过仿真和物理实验的结果比较了不同理论方法的控制性能；第 4 章介绍了作者参与开发的 A P F数字控制器及其算法实现的相关问题；第 5 章讨论了一种新颖的并联型有源电力补偿器（A P C）的结构及方法，并比较了其电压/电流及混合运行模式下的性能；第 6 章介绍了串联型交流电压补偿器的结构、运行和控制方法，重点描述了一种特殊的基于混合变压器的串联电压补偿器的实践应用。本书既注重理论分析，又西密结合数字仿真和实验，特别适合于所有从事电力调节和电能质
8、量分析与控制研究的电力工程师和研究者参考学习。在本书的翻译中，我们对描述相同物理量的变量及其表达式进行了统一修订，以满足我国出版的要求，也便于读者理解。本书的翻译得到了国家自然科学基金委员会的项目资助（51207051）。在本书的翻译和校订过程中，肖湘宁导师给予了大力支持和悉心指导，使我们受益匪浅，在此致以衷心地感谢。苏斌、魏天彩和赵晨雪等同学在部分翻译和图文处理等方面做了大量工作，对他们付出的辛劳和智慧表示感谢。由于时间西迫，又限于译者水平，书中难免有错误和不妥之处，请读者批评指正。译者联系方式：t a o s hunnc e pu.e du.c n。译者2013 年 7 月于北京华北电力大
9、学原 书 序电能质量是一个术语，是用以描述电力能否保证负荷正常工作的一组技术参数。劣质电能会引起过负荷、中性线过电流和危险的谐振现象等，甚至可能损坏负荷设备。由此，它会导致巨大的经济损失，尤其在那些新技术发展迅速的国家。据评估，欧洲工业由电能质量相关问题引起的年经济损失约上千亿欧元。而与之相对地，预防这些电能质量问题的投资成本仅为其经济损失的百分之几。因此，世界各国都在广泛地开展电能质量分析和治理的研究工作。本书着重于有源补偿的方式，讨论了提高电能质量的相关问题及方法。综合考虑以上几个方面，本书将为工程师和技术院校的学生提供非常有西值的信息。本书第 1 章介绍了电力系统的基本问题，并简要概括了
10、全书的主要内容。第 2 章分析了几种频域和时域方法的代表性功率理论。选择这些功率理论的基准是以该领域的认识发展为历程，并考虑它们在解决实际问题中的有效性，例如补偿无功功率、平衡供电网负荷、消除电压和电流的畸变等。本书将尤为关注在时域中定义电流分量的功率理论，并将之作为当今有源补偿及滤波系统的基础。第 3、4 章给出了有源补偿装置控制算法的原理，并提供了采用第 2 章所述的功率理论的控制算法的算例。通过实验仿真和样机测试结果阐释了一些理论性方面的结论。第 5、6 章阐述了适用于解决电能质量问题的并联型、串联型电力电子装置的运行原理和基本特性。Ma r i a n P a s ko（波兰西里西亚工
11、业大学）2011 年 10 月于波兰格利维策市G r z e g o r z B e ny s e k（波兰绿山大学）2011 年 10 月于波兰绿山市作 者 清 单G r z e g o r z B e ny s e k：波兰，绿山市 65-246 区，po dg o r na街 50 号，绿 山大 学。e-m a i l：G.B e ny s e ki e e.z u.z g o r a.plMa r c i n J a r nut：波兰，绿山市 65-246 区，po dg r o na街 50 号，绿山大学。e-m a i l：M.J a r nut i e e.z u.z g o r
12、 a.plJ a c e k K a ni e w s ki：波兰，绿山市 65-246 区，po dg o r na 街 50 号，绿山大学。e-m a i l：J.K a ni e w s ki i e e.z u.z g o r a.plMa r c i n Ma c i a z e k：波兰，格利维策市 44-100 区，A ka de m i c ka 街 2 号，西里西亚工业大学。e-m a i l：m a r c i n.m a c i a z e kpo l s l.plMa r i a n P a s ko：波兰，格利维策市 44-100 区，A ka de m i c ka
13、 街 2 号，西里西亚工业大学。e-m a i l：m a r i a n.pa s ko po l s l.plK r z y s z t o f So z a ns ki：波兰，绿山市 65-246 区，po dg o r na街 50 号，绿山大学。e-m a i l：K.So z a ns ki i e e.z u.z g o r a.pl目 录译者序原书序作者清单第 1 章 概述1 1.1 电力系统的构成与基本问题1 1.2 电能质量治理的必要性2 1.2.1 电能质量问题3 1.3 电能质量的治理方法7 参考文献7第 2 章 功率控制原理10 2.1 功率理论10 2.1.1 传统
14、功率理论评述10 2.1.2 B ude a nu 理论14 2.1.3 F r y z e 理论16 2.1.4 She phe r d&Z a ki kha ni 理论18 2.1.5 K us t e r s&Mo o r e 理论20 2.1.6 C z a r ne c ki 理论20 2.1.7 优化理论22 2.2 瞬时功率理论28 2.2.1 pq 理论28 2.2.2 改进的 pq 理论31 2.2.3 同步参考坐标变换理论33 2.3 基于正交分量的功率理论35 参考文献37第 3 章 功率理论在有源补偿控制中的应用40 3.1 有源补偿的控制策略40 3.1.1 基于 F
15、 r y z e 理论的控制策略42 3.1.2 基于 B ude a nu 理论的控制策略50 3.1.3 基于 C z a r ne c ki 理论的控制策略59 3.1.4 基于瞬时 pq 理论的控制策略73 3.1.5 基于改进的 pq 理论的控制策略82 3.1.6 基于同步参考坐标变换理论的控制策略91 3.2 直流电压的控制99 3.3 基于 D SP的控制策略实现及实验结果100 3.3.1 数字信号控制器100 3.3.2 控制策略性能分析102 3.3.3 实验结果与性能对比104 3.3.4 结语108 参考文献108第 4 章 数字控制算法的实现110 4.1 电力电子
16、的数字控制电路110 4.1.1 多速率数字控制电路112 4.2 信号调理与采样112 4.2.1 模拟信号采样速率112 4.2.2 信号量化114 4.2.3 最高信号频率和信号采集时间115 4.2.4 多通道系统的采样116 4.2.5 有效比特数118 4.2.6 同步采样过程120 4.3 数据信号处理器121 4.3.1 T MS320F 28335124 4.3.2 SH A R CD SP125 4.4 数字控制器127 4.4.1 并联有源滤波装置的数字控制器127 4.4.2 A P F的预测控制算法132 4.4.3 基于滑动 D F T的数字控制算法140 4.4.4 滤波器组算法143 4.4.5 多速率 A P F的控制算法147 参考文献154第 5 章 并联型有源补偿器的控制与应用157 5.1 引言157 5.2 基于平均功率法的有源电力补偿器158 5.2.1 电压源型补偿器的功率平衡159目录 5.2.2 电流模式下的功率平衡160 5.2.3 电压模式下的功率平衡162 5.2.4 混合模式下的功率平衡163 5.3 研究结果165 5.3.
