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第1章 概述1

1.1 含高比例可再生电源区域电网面临的挑战3

1.2 区域智能电网技术的发展趋势4

参考文献5

第2章 配合大规模风电并网的风-燃互补发电控制技术7

2.1 风电出力特性与预测模型7

2.1.1 风电出力特性建模7

2.1.2 风电出力的超短期组合预测模型10

2.2 燃气-蒸汽联合循环机组的控制特性14

2.2.1 CCGT的控制系统建模15

2.2.2 CCGT的动态响应特性17

2.2.3 CCGT与风电的互补能力评价20

2.3 风-燃互补联合发电控制策略22

2.3.1 双层复合控制架构设计22

2.3.2 燃机基准功率的最优化计算23

2.3.3 风-燃互补发电的实时优化27

2.4 风-燃互补发电控制案例分析及仿真29

参考文献32

第3章 风-光-电池储能互补发电控制技术34

3.1 电池储能系统的控制模型35

3.1.1 考虑多因素聚合的储能电池寿命建模35

3.1.2 BESS综合控制模型37

3.2 储能-可再生能源联合发电优化控制41

3.2.1 平抑波动控制算法41

3.2.2 基于状态量预测的波动平抑与有功调度控制策略46

3.2.3 提高寿命和效率的BESS模糊变步长优化控制方法53

3.2.4 多运行模式下的BESS无功电压控制策略61

3.3 风-储一体化风电机组及其控制69

3.3.1 全功率变换风储一体化机组69

3.3.2 风储一体化双馈风电机组82

参考文献89

第4章 电池储能主导的微电网技术92

4.1 微电网中的电池储能系统93

4.1.1 电池储能系统关键技术93

4.1.2 微网中电池储能变流器的传统控制方法94

4.1.3 微网的传统控制结构96

4.1.4 储能系统的虚拟同步发电机控制98

4.2 电池储能系统的虚拟同步发电机控制103

4.2.1 电池储能系统VSG控制的整体架构103

4.2.2 VSG内特性的实现104

4.2.3 VSG外特性的实现105

4.2.4 电池储能变流器底层电压电流闭环设计108

4.2.5 基于VSG控制的电池储能系统单机运行分析114

4.2.6 基于VSG控制的电池储能系统作为主电源时微网的运行分析119

4.2.7 微网的并网/孤岛运行模式切换123

4.3 VSG控制稳定性分析与参数设计127

4.3.1 VSG控制的小信号稳定分析127

4.3.2 VSG关键参数的设计129

4.4 系统仿真与实验验证135

4.4.1 系统仿真135

4.4.2 实验研究144

4.4.3 基于RTDS的光-储微电网稳态运行实时仿真分析157

4.4.4 基于RTDS的光-储微电网暂态运行实时仿真分析168

参考文献178

第5章 微能源网优化运行技术182

5.1 智能能源网内的分布式能源182

5.1.1 智能能源网的基本结构182

5.1.2 离心式电制冷机组183

5.1.3 冰蓄冷系统186

5.1.4 冷热电三联供系统188

5.1.5 地源热泵系统和油气两用锅炉191

5.2 基于混合整数规划的微能源网稳态调度策略192

5.2.1 智能能源网稳态经济优化调度策略设计192

5.2.2 联合供冷系统稳态调度算法193

5.2.3 算例仿真196

5.3 基于分布式预测控制的微能源网动态调度策略203

5.3.1 分布式预测控制概述203

5.3.2 多制冷机供冷系统分布式预测控制设计204

5.3.3 算例分析208

5.4 基于滚动优化的微能源网管理策略211

5.4.1 能量管理系统的结构和模型211

5.4.2 考虑需求侧资源的能源管理系统225

参考文献237

第6章 用户端源-储-荷互动技术239

6.1 用户端光储一体化电能系统240

6.1.1 系统总体拓扑结构240

6.1.2 能量管理策略247

6.2 用户端日前能量管理策略251

6.2.1 四种负荷类型及其模型建立251

6.2.2 市场电价机制与电价函数253

6.2.3 基于用户收益最大化的日前能量管理策略255

6.3 用户端日内调节策略258

6.3.1 用户端多时间尺度优化控制方案258

6.3.2 基于有效功率偏差模糊控制的日内小时级优化259

6.3.3 基于变时间常数滤波算法的日内分钟级优化264

6.4 仿真分析与验证267

6.4.1 用户端日前能量管理的规划结果与分析267

6.4.2 日内双时间尺度优化策略的控制效果与分析272

参考文献278

第7章 区域电网纵横向互动控制技术280

7.1 纵横互动结构体系280

7.1.1 高比例可再生能源的分层消纳方案280

7.1.2 横向互动与纵向互动的总体架构281

7.1.3 统一信息支撑平台与综合能量管理系统283

7.2 横向互动与频率支撑284

7.3 纵向互动与高效消纳286

7.3.1 配电层与用电层的互动控制286

7.3.2 配电层与输电层互动控制290

7.3.3 基于NSGA-Ⅱ改进的PSO求解算法292

7.4 仿真分析与验证294

7.4.1 横向互动的仿真结果与分析294

7.4.2 纵向互动的仿真结果与分析296

参考文献300

第8章 风光高渗透区域智能电网案例分析302

8.1 示范工程总体架构303

8.2 各层示范应用与现场运行效果304

8.2.1 输电层风-燃互补发电示范304

8.2.2 配电层风电场储能并网示范306

8.2.3 用电层智能用电示范308

8.3 电网分层横纵向互动示范应用309

参考文献311

附录312

附录A 燃气-蒸汽联合循环机组主要参数312

附录B 风电场储能并网系统主要参数313

附录C 各电制冷机空调工况运行数据313

附录D 双工况电制冷机制冰工况运行数据319

附录E 负荷数据320

附录F 含风-光-荷-储的用户端主要参数323

附录G 区域电网的主要拓扑结构323

索引325