新能源电力系统建模与控制PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 概述 1

1.2 新能源电力与新能源经济 2

1.2.1 新能源的定义 2

1.2.2 新能源经济 2

1.3 新能源电力系统 4

1.3.1 新能源电力的发展现状及前景 4

1.3.2 新能源电力系统及其特征 9

1.3.3 新能源电力系统发展模式 12

1.4 新能源电力系统建模与控制 18

参考文献 18

第2章 风力发电过程建模与控制 19

2.1 风力发电系统概述 19

2.1.1 风力发电系统工作原理 19

2.1.2 风力发电系统分类 21

2.1.3 主流风力发电系统 27

2.2 风力发电系统建模 32

2.2.1 风速序列 32

2.2.2 气动系统 35

2.2.3 传动系统 38

2.2.4 变桨距系统 41

2.2.5 电气系统 42

2.2.6 仿真软件 44

2.3 双馈感应风力发电系统控制 46

2.3.1 控制任务 46

2.3.2 控制系统结构 49

2.3.3 机械侧控制 50

2.3.4 电气侧控制 54

2.3.5 电网友好型控制 57

2.4 风电场负荷优化调度控制 60

2.4.1 风功率预测概述 60

2.4.2 短期风速单步预测 62

2.4.3 短期风速多步预测 70

2.4.4 电网友好型风电场负荷优化调度分析 75

2.4.5 基于机组相对损耗指标的风电场负荷优化调度 81

2.5 本章小结 85

参考文献 85

第3章 太阳能发电过程建模与控制 89

3.1 太阳能资源特性与发电功率预测 90

3.1.1 太阳能资源特性 90

3.1.2 光伏发电功率预测 96

3.2 光伏发电系统建模 102

3.2.1 光伏电池阵列 103

3.2.2 DC/DC变换器 108

3.2.3 并网逆变器 112

3.3 光伏发电系统运行控制 116

3.3.1 太阳跟踪控制 116

3.3.2 最大功率点跟踪控制 121

3.3.3 光伏发电系统并网控制 126

3.4 太阳能热发电系统 131

3.4.1 太阳能热发电系统构成及分类 132

3.4.2 槽式太阳能热发电系统运行控制 134

3.5 本章小结 137

参考文献 138

第4章 火电机组建模与变负荷控制 140

4.1 火力发电机组控制模型 140

4.1.1 汽包炉机组非线性控制模型 141

4.1.2 直流炉机组非线性控制模型 146

4.1.3 循环流化床锅炉控制模型 156

4.1.4 供热机组的控制模型 163

4.1.5 非线性控制模型特性分析 172

4.2 火力发电机组状态参数重构 176

4.2.1 锅炉热量信号 177

4.2.2 烟气含氧量 180

4.2.3 煤质在线监测 187

4.3 火电机组快速、深度变负荷协调控制 192

4.3.1 单元机组非线性协调控制系统结构 192

4.3.2 模糊多模型鲁棒协调控制器设计 196

4.3.3 基于汽轮机蓄能深度利用的控制策略 206

4.3.4 循环流化床机组深度变负荷协调控制 211

4.3.5 供热机组快速变负荷协调控制 215

4.4 本章小结 222

参考文献 223

第5章 多能源发电过程互补特性与控制策略 225

5.1 典型发电过程特性 225

5.1.1 风力发电过程特性 225

5.1.2 光伏发电过程特性 231

5.1.3 火力发电过程特性 235

5.1.4 水力发电过程特性 239

5.1.5 储能系统特性 245

5.2 多能源发电过程互补原理 252

5.2.1 多能源发电过程互补目标 252

5.2.2 多能源互补过程的实时能量平衡 255

5.2.3 分频段补偿方法 257

5.3 多能源发电过程互补运行及仿真 259

5.3.1 储能对风电出力的平抑作用 259

5.3.2 风—火—储联合运行系统仿真 261

5.4 厂级负荷优化分配 265

5.4.1 火电厂厂级负荷优化分配 266

5.4.2 水电站的负荷优化分配 270

5.5 虚拟发电厂及控制系统 272

5.5.1 虚拟发电厂的概念及分类 273

5.5.2 虚拟发电厂的功能特征 275

5.5.3 虚拟发电厂的运行控制方式 275

5.5.4 虚拟发电厂的关键技术 277

5.6 本章小结 282

参考文献 283

第6章 新能源电力系统优化调度 285

6.1 电力系统调度概述 285

6.1.1 电力系统调度概况 285

6.1.2 电力系统优化调度 287

6.2 新能源电力系统调度问题 288

6.2.1 新能源电力系统调度的特点整合 288

6.2.2 可调度资源与可调度性分析 289

6.2.3 新能源电力系统调度模型 292

6.3 新能源电力系统优化调度 296

6.3.1 协调优化调度原理 296

6.3.2 时间维度的协调优化 298

6.3.3 空间维度的协调优化 303

6.3.4 目标维度的协调优化 305

6.3.5 调度资源的协调优化 316

6.4 本章小结 324

参考文献 325

第7章 新能源电力系统稳定性建模、分析与控制方法 326

7.1 新能源电力系统稳定性问题 326

7.1.1 新能源电力系统稳定基本问题 326

7.1.2 新能源电力系统稳定问题的特殊性 328

7.1.3 实例分析 331

7.2 光伏发电接入电力系统的稳定性建模与分析 342

7.2.1 阻尼转矩法 342

7.2.2 光伏并网系统的数学模型 345

7.2.3 PV发电提供的阻尼转矩 348

7.2.4 实例分析 351

7.3 风电并网概率稳定性建模与分析 356

7.3.1 风电并网系统的小扰动稳定概率法 356

7.3.2 考虑风电场关联性的小扰动稳定性概率 363

7.3.3 实例分析1（功角稳定） 365

7.3.4 实例分析2（电压稳定） 370

7.4 风电并网低电压穿越的功角控制方法 374

7.4.1 DFIG暂态行为分析 374

7.4.2 改进的FMAC策略 378

7.4.3 实例分析 380

7.5 本章小结 385

参考文献 386

第8章 新能源电力系统安全控制 388

8.1 新能源电力系统安全性分析 388

8.2 基于广域同步信息的新能源电力系统保护 390

8.2.1 潮流转移因子的定义 391

8.2.2 潮流转移识别初步判据 392

8.2.3 潮流转移广域后备保护方案设计 393

8.2.4 算例分析 394

8.3 基于广域同步信息的新能源电力系统闭环控制 397

8.3.1 基于WAMS的暂态受扰轨迹预测方法 398

8.3.2 基于WAMS的电力系统稳定评估方法 403

8.3.3 闭环紧急控制策略的制定 410

8.3.4 闭环紧急控制的整体方案 415

8.4 电力信息系统安全 422

8.4.1 电力信息系统安全防御体系 422

8.4.2 电力信息安全防御关键技术 426

8.5 本章小结 434

参考文献 435

第9章 需求侧响应特性与供需协同优化 436

9.1 需求侧响应的基本原理 437

9.1.1 需求侧响应的概念及其经济学原理 437

9.1.2 需求侧响应机制的分类及作用机理 439

9.1.3 需求侧响应特性分析 452

9.2 兼容需求侧资源的负荷预测方法 460

9.2.1 兼容需求侧资源的负荷预测方法总体思路 460

9.2.2 用户类型及其需求侧资源的界定 461

9.2.3 考虑多元需求侧资源作用下的最大负荷分析 464

9.2.4 算例分析 467

9.3 兼容需求侧资源的供需协同优化模型 471

9.3.1 引入价格响应负荷的供需协同优化模型 472

9.3.2 基于机组组合的供需协同优化模型 478

9.4 智能电网中需求侧响应技术 490

9.4.1 智能家电技术 490

9.4.2 先进计量系统 491

9.4.3 远方通信技术 492

9.4.4 智能控制系统 494

9.4.5 技术标准及政策 495

9.5 本章小结 496

参考文献 497

索引 498