新能源发电系统非线性鲁棒控制

余涛，工学博士，教授，博士生导师，华南理工大学兴华人才“智能电网与节能技术”团队领导人，主要研究领域包括智能电网调控系统、机器学习和知识自动化技术。中国城市能源变革产业联盟理事、专家组成员，国家电力可靠性标准委员会委员，中国电工技术学会“电力系统控制与保护”专委会委员，国网江苏省电力公司客座研究员。核心期刊《电力建设》专栏主编、《新型工业化》期刊副主编、《电测与仪表》、《Protection and Control of Modern Power Systems》期刊编委。主持国家自然科学基金项目4项、7项省部级纵向科技项目及50余项两大电网公司科技项目。发表靠前SCI期刊论文70余篇。出版中文和英文专著各l本。获得中国电力科技创新奖一等奖（），中国电力技术发明二等奖（第2），国家电网公司技术发明一等奖、北京市科技进步二等奖、南方电网科技进步奖等十余项奖项。

序言1
序言2
前言
1 新能源发电技术现状与发展 

1.1 可再生能源综述  
1.2 风力发电技术发展现状及趋势 

1.3 光伏发电技术发展现状及趋势  
2 永磁同步发电机非线性鲁棒控制设计  
2.1 永磁同步发电机控制策略概述  
2.2 基于扰动观测器的滑模控制  
2.3 无源滑模控制  
3 双馈感应电机非线性鲁棒控制设计  
3.1 双馈感应电机控制策略概述 

3.2 基于扰动观测器的滑模控制  
3.3 基于扰动观测器的状态反馈控制 

4 并网光伏逆变器非线性鲁棒控制设计  
4.1 并网光伏逆变器控制策略概述 

4.2 基于改进樽海鞘群算法的MPPT设计 

4.3 基于迁移强化学习算法的MPPT设计 

4.4 最优无源分数阶PID控制  
4.5 鲁棒分数阶滑模控制 

后记

非线性鲁棒控制是新能源发电系统控制设计的重要方法，本书主要介绍非线性鲁棒控制在新能源发电系统中的应用。全书的内容可分为三部分。第一部分（第1章）介绍本书研究背景、内容和意义。第二部分(第2～3章)首先介绍了扰动观测器、滑模控制、无源控制等理论知识，并基于理论部分的控制框架完整地设计出风力发电系统（永磁同步发电机与双馈感应电机）非线性鲁棒控制策略——基于扰动观测器的滑模控制、无源滑模控制、非线性鲁棒状态估计反馈控制。第三部分(第4章)介绍了最大功率跟踪技术、分数阶PID控制与分数阶滑模控制等理论知识，针对并网光伏发电系统，设计了两种MPPT控制器——基于改进樽海鞘算法的MPPT控制器和基于迁移强化学习算法的MPPT控制器，并提出两种并网光伏逆变器控制策略——最优无源分数阶PID控制和鲁棒分数阶滑模控制。此外，每种控制器均给出不同工况下与其他经典控制的算例分析与对比，验证了所设计控制器的有效性；基于dSpace的硬件在环实验也验证了各类控制器的硬件可行性。同时，各类控制器的闭环系统稳定性与鲁棒性亦给出严格数学证明。

专家推荐：新能源发电系统的并网控制是保障新能源电网安全、稳定、可靠运行的基本前提。该书瞄准新能源发电领域亟待解决的系统鲁棒性差、并网稳定性欠佳等问题，基于非线性自适应/鲁棒/无源控制理论，设计了新能源发电系统换流器和MPPT控制器的最优控制策略，对新能源发电技术和非线性控制技术的日臻成熟起到一定的推动作用。
——华中科技大学电气与电子工程学院文劲宇
非线性控制、鲁棒控制等先进控制策略是保障新能源发电系统稳定并网并改善电能质量的重要技术。该书系统地阐述了风力发电系统和光伏系统非线性鲁棒控制的理论和设计方法，具有较高的学术性和实用性，为分布式电源在智能电网中的稳定可靠运行提供了技术保障，有效促进了新能源发电的规模化应用。
——清华大学电机工程与应用电子技术系梅生伟

本书特色鲜明，实用性强，全书针对新能源发电系统(风能和太阳能)发电效率较低的问题，提出了一系列性鲁棒控制，具有重要的现实意义和工程借鉴价值；本书重点突出，简单明了，完整建立了风能和太阳能发电系统的数学模型，并给出了相关控制器非线性鲁棒控制推导过程，有利于读者进行理论分析和解决工程实际问题；本书难易适中，适用面广。相关章节安排有新能源发电和电力系统控制的基础知识，适合不同知识程度的相关工程技术人员和学生使用。