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第1章 分布式发电和微电网的概念 1

1.1 分布式发电 1

1.2 集成分布式发电的原因 1

1.3 主动配电网 2

1.4 微电网的概念 3

1.5 典型的微电网结构 4

1.6 微电网的互联 6

1.7 微电网的技术和经济优势 7

1.8 微电网发展的挑战和劣势 8

1.9 微电网的管理和运行问题 9

1.1 0微电网与主电网的动态交互 9

1.1 1结论 9

第2章 分布式能源 11

2.1 简介 11

2.2 热电联产系统 11

2.3 风能转换系统 21

2.4 太阳能光伏系统 23

2.5 小型水力发电 25

2.6 其他可再生能源 26

2.7 储能设备 26

2.8 结论 26

第3章 微电网的影响 27

3.1 简介 27

3.2 热能利用的影响 28

3.2.1 热能供应 28

3.2.2 吸收式制冷机 29

3.2.3 除湿设备 30

3.2.4 热能存储 30

3.3 对过程优化的影响 30

3.3.1 HVAC系统的优化 31

3.3.2 电能质量 32

3.3.3 电力成本考虑事项 33

3.3.4 输电拥堵成本 33

3.3.5 微电网成本的基本考虑事项 33

3.4 对市场的影响 34

3.4.1 电力市场中的可能性 34

3.4.2 天然气市场及其困境 35

3.4.3 必要的市场改革 35

3.5 对环境的影响 36

3.6 对配电系统的影响 37

3.6.1 辅助服务 38

3.6.2 微电网引起的配电系统问题 40

3.7 通信标准和规约的影响 41

3.7.1 规约、通信程序和网关 41

3.7.2 备选通信 42

3.8 结论 42

第4章 微电网和主动配电网管理系统 44

4.1 简介 44

4.2 微电网的网络管理需求 44

4.2.1 微电源发电控制 45

4.2.2 家庭过程控制 45

4.2.3 能量存储 46

4.2.4 调整及移峰填谷 46

4.2.5 辅助服务 47

4.3 微电源控制器 47

4.4 中央控制器 50

4.4.1 能源管理模块 50

4.4.2 保护协调模块 53

4.4.3 中央控制器运行所需的信息 55

4.4.4 中央控制器的控制策略设计 57

4.5 结论 59

第5章 微电网的保护 60

5.1 简介 60

5.2 孤岛运行：与主电网隔离 61

5.3 独立微电网的主要保护问题 65

5.3.1 微电网配电系统保护 66

5.3.2 微电源保护 68

5.3.3 NEC对配电变压器保护的要求 70

5.3.4 中性点接地要求 71

5.4 结论 74

第6章 电力电子接口 76

6.1 简介 76

6.2 背景 76

6.2.1 标准计算机体系架构 77

6.2.2 超大规模集成电路 77

6.3 电力变换器的发展趋势 77

6.3.1 自定义设计和制造 78

6.3.2 功率模块的集成和组件封装 78

6.3.3 电力电子积木 78

6.3.4 封装框架设计 78

6.4 模块－总线－软件框架 79

6.4.1 集成模块的模块化组件 79

6.4.2 连接总线 81

6.4.3 高级软件设计环境 82

6.5 BBS框架问题 83

6.5.1 模块化 83

6.5.2 尺寸比 83

6.5.3 寄生电感 83

6.5.4 交叉耦合和负载 83

6.6 结论 84

第7章 SCADA和主动配电网 85

7.1 简介 85

7.2 现有的DNO SCADA系统 85

7.3 DNO SCADA系统的控制 86

7.3.1 集中式SCADA系统 86

7.3.2 分布式SCADA系统 86

7.4 微电网中的SCADA系统 87

7.5 人机界面 87

7.6 硬件组件 88

7.6.1 远方终端 88

7.6.2 可编程序控制器 89

7.6.3 主站和人机界面计算机 90

7.6.4 SCADA通信基础设施 90

7.7 SCADA的通信发展趋势 91

7.8 分布式控制系统 91

7.9 变电站的通信标准化 92

7.1 0 SCADA通信和控制体系结构 93

7.1 1通信设备 93

7.1 2 SCADA和通信的关注点 94

7.1 3结论 96

第8章 分布式发电并网对电能质量和可靠性的影响 97

8.1 简介 97

8.2 电能质量扰动 98

8.2.1 暂态 98

8.2.2 电压暂降和暂升 98

8.2.3 过电压和欠电压 99

8.2.4 停电 99

8.2.5 谐波畸变 100

8.2.6 电压缺口 100

8.2.7 闪变 100

8.2.8 电气噪声 101

8.3 电能质量敏感的用户 101

8.4 现有电能质量改善的技术 102

8.4.1 备用电源技术 103

8.4.2 功率调节技术 103

8.5 分布式发电并网的影响 106

8.5.1 简单的备用发电方案 107

8.5.2 带有电能质量支持的从分布式发电系统 107

8.5.3 对优先级负荷有电能质量支持的主分布式发电系统 108

8.5.4 对优先级负荷有电能质量支持的软联网的分布式发电系统 109

8.5.5 电能质量环境中有间歇性太阳能光伏的分布式发电系统 109

8.5.6 电能质量环境中有间歇性风力发电机的分布式发电系统 110

8.5.7 采用双回直流母线的超高可靠性方案 110

8.6 分布式发电并网中的优质电力问题 111

8.7 结论 112

第9章 微电网经济性 114

9.1 简介 114

9.2 微电网经济性的主要问题 114

9.3 微电网和传统电力系统的经济性比较 115

9.3.1 热电供应联合优化 115

9.3.2 供需联合优化 116

9.4 微电网出现的经济问题 116

9.5 微电网与主电网之间的经济性问题 117

9.6 微电网经济性：英国案例 117

9.6.1 微型发电 117

9.6.2 监管问题及监管活动 119

9.6.3 微电网发电技术：在英国的经济展望 120

9.6.4 微电网潜在的经济效益 120

9.6.5 微电网经济性未来的发展趋势 121

9.7 结论 122

第10章 微电网的市场参与 123

10.1 简介 123

10.2 重组模式 124

10.2.1 电力库模式 124

10.2.2 双边交易模式 124

10.2.3 混合模式 125

10.3 独立系统运营商 125

10.3.1 背景 125

10.3.2 ISO的作用 126

10.4 电力交易中心 127

10.5 市场出清价 128

10.6 日前市场和时前市场 128

10.7 弹性与非弹性市场 129

10.8 市场支配力 129

10.8.1 垂直市场支配力 129

10.8.2 水平市场支配力 130

10.9 搁置成本 130

10.10 输电定价 130

10.10.1 合同路径法 131

10.10.2 兆瓦—英里法 131

10.11 输电拥堵管理 131

10.11.1 输电拥堵定价 132

10.11.2 输电权 133

10.11.3 区域间和区域内的输电拥堵管理 133

10.12 微电网在电力市场竞争中的作用 134

10.12.1 零售转运 134

10.12.2 辅助服务 135

10.12.3 整合商的作用 135

10.13结论 137

附录 139

附录A独立运行和并网模式下微型燃气轮机的建模和性能分析 139

A.1 模型描述 139

A.2 模型参数 141

A.3 案例研究 142

附录B 双馈感应发电机风能转换系统的动态建模与性能分析 147

B.1 模型说明 148

B.2 案例研究 154

附录C 质子交换膜燃料电池系统动态性能分析软件仿真 155

C.1 PEMFC发电系统 155

C.2 PEMFC动态模型 156

C.3 重整装置模型 158

C.4 功率调节单元模型 158

C.5 模型参数 159

C.6 使用PI控制器的案例研究 160

C.7 模糊逻辑控制器设计 163

C.8 使用模糊控制器的案例研究 165

附录D 固体氧化物燃料电池在分布式发电中的应用 167

D.1 SOFC发电系统 167

D.2 SOFC动态模型 168

D.3 SOFC发电系统模型 170

D.4 案例研究 172

附录E 最大功率点跟踪的独立光伏电站建模和性能评估 176

E.1 光伏建模 177

E.2 多晶硅电池的双二极管模型 177

E.3 光伏阵列建模 178

E.4 案例研究及结果 180

附录F 微电网电力方案中市场出清价格的设定 185

F.1 微电网参与的市场结构建议 185

F.2 竞价程序 186

F.3 MCP规则 186

F.4 MCP的公式 187

F.5 案例研究 189

F.6 对电力市场的影响 193

附录G 主动配电网中分布式发电机孤岛运行的仿真研究 194

G.1 背景 194

G.2 系统配置 195

G.3 案例研究 197

后记 203