前言
Preface

為應(yīng)對日益嚴(yán)峻的全球變暖、能源短缺問題，以風(fēng)電和光伏為代表的可再生能源發(fā)電技術(shù)受到了廣泛關(guān)注并得到了快速發(fā)展。根據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì)，截至2023年上半年，我國可再生能源發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量已突破13億kW，歷史性地超過了煤電比重；而其中風(fēng)電與光伏發(fā)電達(dá)到了8.59億kW，約為36個三峽電站的總裝機(jī)容量，已成為可再生能源發(fā)電的主要貢獻(xiàn)力量。

然而，風(fēng)力與光伏發(fā)電具有較強(qiáng)的隨機(jī)性和波動性，如果采用集中發(fā)電和遠(yuǎn)距離輸送的傳統(tǒng)形式，將對電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來較大風(fēng)險。在此背景下，微電網(wǎng)概念得以提出：作為一個“五臟俱全”的小型電力生態(tài)系統(tǒng)，微電網(wǎng)完整涵蓋了分布式電源、儲能及負(fù)荷，并通過電力電子變流器加以連接和控制。微電網(wǎng)既可以并入大電網(wǎng)協(xié)同工作，也能夠脫離大電網(wǎng)孤島運(yùn)行，這些特性緩解了可再生能源對大電網(wǎng)的沖擊，也有助于可再生能源的本地消納，并能極大提升區(qū)域供電質(zhì)量和輸電效率。

如今，微電網(wǎng)技術(shù)已成為學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的研究熱點(diǎn)，實(shí)際工程也在如火如荼地建設(shè)中。然而，微電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制較為復(fù)雜，所涉及的電氣工程知識體系跨度大，現(xiàn)有文獻(xiàn)多關(guān)注復(fù)雜而先進(jìn)的控制策略，使得剛接觸該領(lǐng)域的讀者往往會出現(xiàn)難以理解、無從上手等問題。在此背景下，亟需一本深入淺出、系統(tǒng)梳理微電網(wǎng)建模與控制相關(guān)基礎(chǔ)理論的教材，幫助讀者加深對微電網(wǎng)特性的理解，并初步具備對其分析和設(shè)計(jì)的能力。

教材共分為9章5個模塊：第1章概述了微電網(wǎng)的提出背景、概念、意義、分類與現(xiàn)狀，旨在幫助讀者建立對微電網(wǎng)技術(shù)的宏觀認(rèn)識；第2～4章聚焦微電網(wǎng)中單個電力電子變流器的原理和控制，首先講解了拓?fù)洹⒚}沖寬度調(diào)制、坐標(biāo)變換等基礎(chǔ)知識，并分別針對最常見的電流控制型和電壓控制型兩類DC-AC變流器展開介紹；第5～7章聚焦微電網(wǎng)中多個電力電子變流器的協(xié)同和控制，對主從控制、下垂控制、二次控制等經(jīng)典協(xié)同方法進(jìn)行了細(xì)致的推導(dǎo)與分析，并就具體應(yīng)用場景中存在的局限性進(jìn)行了討論；第8章簡要介紹了直流微電網(wǎng)中變流器的控制及協(xié)同方法，旨在豐富讀者對不同微電網(wǎng)類型的認(rèn)知；第9章通過結(jié)合一個實(shí)際微電網(wǎng)系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)案例，給出了仿真任務(wù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓讀者可以融會貫通本書所涵蓋的知識要點(diǎn)。

本書由上海交通大學(xué)馬柯任主編，梁克靖、許少倫任副主編，王嘉石、唐為禹、曹思語、朱文杰四位研究生參與了本書的章節(jié)設(shè)計(jì)及編寫工作。

受限于編者水平，書中難免有疏漏和不妥之處，懇請讀者批評指正。

編者

2023年7月于上海交通大學(xué)