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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