前言

本书是高等院校电气工程及其自动化等专业的一门专业课教材。本书首先以电力电子装置涉及的核心技术为目标，重点介绍电力电子装置中四类常用的变换技术；进而以电力电子装置的服务对象为目标，介绍当前电力系统中电力电子技术的重要应用场景，如直流输电、新能源发电等系统，并讨论相关应用技术。

本书共8章，第1章绪论，简述电力电子装置包含的主要部件，并从电力电子装置服务的“源”“网”“荷”三种对象介绍电力电子系统的构成和调控方法，进而引出电力电子技术的基础——功率半导体器件；第2章交流-直流整流装置，从二极管不控整流、晶闸管半控整流、PWM全控整流逐级展开，重点介绍大功率场合使用的多脉冲二极管整流电路和具有高控制性能的PWM整流电路；第3章直流-直流变换装置，介绍非隔离、隔离和双向变换器三类典型电路的拓扑和工作原理；第4章直流-交流逆变装置，介绍两电平电压源型、多电平级联H桥、多电平中点箝位、PWM电流源型、模块化多电平等主要逆变电路的拓扑、调制方式、平衡控制方法等，本章是全书的重点；第5章交流-交流变压装置，介绍电压源型背靠背变流器、电流源型背靠背变流器、高频隔离型电力电子变压器、矩阵变换器等拓扑的电路原理和控制方法；第6章高压直流输电系统，从LCC和VSC型两类HVDC系统的优缺点对比出发，以我国某±1100kV LCC-HVDC为例，详细介绍实际工程的系统结构、关键部件参数和运行数据，重点介绍LCC-HVDC的运行特性、控制方式等关键技术，并讨论了其特有的换相失败问题；第7章新能源（光伏）并网发电系统，首先概述光伏新能源发展趋势，并以分布式光伏发电系统为例，详细介绍其与“源”匹配的MPPT技术和与“网”匹配的进网电流控制方法等，接着以非隔离光伏并网逆变器为重点，介绍直流变换器、无漏电流型逆变器、直流解耦电容、LCL滤波器等部件的设计方法，最后以江苏某14MW/10kV光伏电站为例，详细介绍实际工程的系统接线图、入网方式和监控运维方案；第8章电力电子装置仿真与开发，介绍状态空间法、节点分析法等电磁暂态仿真求解算法的基本原理，简述详细开关模型、二值电阻模型、伴随离散电路模型、平均值模型和开关函数模型等建模方法优缺点，并重点以基于详细模型、开关函数模型的MMC系统装置进行仿真验证及对比，最后给出实时仿真硬件平台的开发流程和硬件在环仿真测试示例。

肖华锋教授编写了本书的第1～7章，并负责全书统稿工作；第8章由章飞副研究员编写；陈涛博士生为全书的文字和绘图编辑做了大量的工作。国电南瑞过亮高工、国网安徽省电力公司高博高工、华能江苏能源开发有限公司牛晨晖高工等为本书第1、6、7章提供了部分工程接线图和数据资料。特别感谢加拿大科学院和工程院双院院士、IEEE Fellow、多伦多大都会大学（原瑞尔森大学）Bin Wu教授，本书第2、4章参考吸收了Wu教授专著的知识内容和组织方法。在编写过程中还得到东南大学程明教授、花为教授、王政教授、邹志翔教授的指导和帮助，在此一并向他们表示感谢！

电力电子装置及系统包含的新技术多、范围广，且发展快。受限于篇幅，本书不能涵盖所有电力电子变换技术和应用场景，希望读者在学习过程中能够举一反三，尽快地掌握电力电子电路和装置的基本分析方法和设计应用技术。由于作者团队水平有限，参阅资料有限，书中难免有疏漏和不妥之处，恳切读者批评指正。

肖华锋

于东南大学动力楼