《區(qū)域智能電網技術》緊隨靠前發(fā)展動向，反映了當今在工程研制中的很新研究成果，圖文數據、技術方法經得起推敲和檢驗，對智能電網一線科研和工程人員具有直接指導作用，能積極推進我國智能電網技術的發(fā)展，以及與靠前接軌，具有很高的學術及應用價值。能為智能電網專業(yè)的發(fā)展，進而對全社會節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展起到積極作用。
風光可再生能源能的開發(fā)利用是我國能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃中的重要環(huán)節(jié)。隨著風力和太陽能發(fā)電技術越來越成熟，成本不斷降低，其產業(yè)化進程發(fā)展迅速，裝機容量已躍居世界首位。我國風光可再生能源能的開發(fā)利用采取大規(guī)模集中開發(fā)和分布式開發(fā)并舉的戰(zhàn)略。集中開發(fā)的大規(guī)模風電場、光伏電站需要高電壓接入電力系統的輸電層。分布式發(fā)電與用電負荷距離較近，一般接入配電層或用電層。盡管新能源發(fā)電在電力系統中總體占比并不高，但隨著電網中大規(guī)模風光電源等隨機波動電源的高度滲透，在局部地區(qū)風光可再生能源裝機比例已經大于50%，先期形成含高比例可再生能源的區(qū)域電網，如何安全、高效地消納與利用風光電能成為電網面臨的主要挑戰(zhàn)。
伴隨著大型風光電源在區(qū)域電網輸電層的接入，引發(fā)輸電功率的大幅波動及與主電網的友好交互問題。數量眾多的分布式風光電源接入配電層和用電層，改變了傳統電力系統能量單向流動的特性，呈現出電能雙向流動的特征，引發(fā)用電電能質量、可再生能源的高效消納利用問題。如何綜合集成智能電網各單項技術，探索含高比例風光電源的區(qū)域電網與主網的友好互動、區(qū)域電網中高比例可再生能源的友好并網、分層分區(qū)高效高質量利用的關鍵技術與基本理論方法十分必要。一方面，含高比例可再生能源的區(qū)域電網對于其所接入的大電網而言增加了電網調度的難度，加大了系統調峰調頻的壓力和運行風險，因此需要探索提高風光電源的可調性和可控性及區(qū)域電網與大電網之間橫向互動的技術手段與控制策略；另一方面，為充分利用區(qū)域電網內部各層的可控資源，促進可再生能源就近高效、高質量利用，需要研究區(qū)域電網內部輸電層、配電層和用電層之間協調優(yōu)化的縱向互動方法。針對接入用戶端的風光電源，探索含高比例風光電源環(huán)境下微電網及含多種能源結構的微能源網的運行、控制及能源管理技術；基于區(qū)域電網電力信息平臺，探究智能電網各項技術的綜合集成應用；在區(qū)域電網的輸電層基于大型風光電源集群與可控電源的互補發(fā)電等效技術，實現高比例可再生能源發(fā)電的可控可調及與主網的友好互動；在配電層充分利用儲能等可控資源，基于配網自動化系統的物理操作，實現廣納風光電源的主動配電網；在用戶層，建立對配網友好的微電網、微能源網及互動用戶。構建風光電源分層分區(qū)立體協調互動消納與高效利用框架，實現區(qū)域電網與主網的橫向互動調控、輸配用三層間縱向互動控制、高比例風光電源的友好接入與分層分區(qū)高效高質量利用、安全高效運行、用戶主動參與互動的區(qū)域智能電網。
本書總結了上海交通大學風力發(fā)電研究中心團隊在風力發(fā)電并網控制、微電網與微能源網及儲能應用領域的多年研究積累。全書由蔡旭負責定稿、李征統稿修改；第1章由蔡旭撰寫，柴煒博士參與寫作及整理，第2～4章由李征負責撰寫，柴煒、彭思敏、王鵬博士、熊坤、顧靜鳴碩士參與寫作及整理；第5～8章由蔡旭負責撰寫，柴煒博士、陳為贏、何舜、劉楚暉碩士參與寫作及整理。感謝風電中心研究生們在相關研究中做出的貢獻，感謝國家科技支撐計劃“以高比例可再生能源利用為特征的智能電網綜合示范工程”項目組成員及項目牽頭單位國家電網上海電力公司對相關研究成果二次創(chuàng)新、推廣應用的貢獻，也感謝張迪碩士為本書統稿的文字整理和圖表加工做出的貢獻。
感謝國家科技支撐計劃項目“以高比例可再生能源利用為特征的智能電網綜合示范工程”的資助。
由于時間倉促，書中難免存在錯誤，懇請讀者批評指正。
第1章 概述
1．1 含高比例可再生電源區(qū)域電網面臨的挑戰(zhàn)
1．2 區(qū)域智能電網技術的發(fā)展趨勢
參考文獻
第2章 配合大規(guī)模風電并網的風一燃互補發(fā)電控制技術
2．1 風電出力特性與預測模型
2．1．1 風電出力特性建模
2．1．2 風電出力的超短期組合預測模型
2．2 燃氣-蒸汽聯合循環(huán)機組的控制特性
2．2．1 CCGT的控制系統建模
2．2．2 CCGT的動態(tài)響應特性
2．2．3 CCGT與風電的互補能力評價
2．3 風-燃互補聯合發(fā)電控制策略
2．3．1 雙層復合控制架構設計
2．3．2 燃機基準功率的最優(yōu)化計算
2．3．3 風-燃互補發(fā)電的實時優(yōu)化
2．4 風-燃互補發(fā)電控制案例分析及仿真
參考文獻
第3章 風-光-電池儲能互補發(fā)電控制技術
3．1 電池儲能系統的控制模型
3．1．1 考慮多因素聚合的儲能電池壽命建模
3．1．2 BEss綜合控制模型
3．2 儲能-可再生能源聯合發(fā)電優(yōu)化控制
3．2．1 平抑波動控制算法
3．2．2 基于狀態(tài)量預測的波動平抑與有功調度控制策略
3．2．3 提高壽命和效率的BESS模糊變步長優(yōu)化控制方法
3．2．4 多運行模式下的BESS無功電壓控制策略
3．3 風-儲一體化風電機組及其控制
3．3．1 全功率變換風儲一體化機組
3．3．2 風儲一體化雙饋風電機組
參考文獻
第4章 電池儲能主導的微電網技術
4．1 微電網中的電池儲能系統
4．1．1 電池儲能系統關鍵技術
4．1．2 微網中電池儲能變流器的傳統控制方法
4．1．3 微網的傳統控制結構
4．1．4 儲能系統的虛擬同步發(fā)電機控制
4．2 電池儲能系統的虛擬同步發(fā)電機控制
4．2．1 電池儲能系統VSG控制的整體架構
4．2．2 VSG內特性的實現
4．2．3 VSG外特性的實現
4．2．4 電池儲能變流器底層電壓電流閉環(huán)設計
4．2．5 基于VSG控制的電池儲能系統單機運行分析
4．2．6 基于VsG控制的電池儲能系統作為主電源時微網的運行分析
4．2．7 微網的并網／孤島運行模式切換
4．3 VSG控制穩(wěn)定性分析與參數設計
4．3．1 VSG控制的小信號穩(wěn)定分析
4．3．2 VSG關鍵參數的設計
4．4 系統仿真與實驗驗證
4．4．1 系統仿真
4．4．2 實驗研究
4．4．3 基于RTDS的光-儲微電網穩(wěn)態(tài)運行實時仿真分析
4．4．4 基于RTDs的光-儲微電網暫態(tài)運行實時仿真分析
參考文獻
第5章 微能源網優(yōu)化運行技術
5．1 智能能源網內的分布式能源
5．1．1 智能能源網的基本結構
5．1．2 離心式電制冷機組
5．1．3 冰蓄冷系統
5．1．4 冷熱電三聯供系統
5．1．5 地源熱泵系統和油氣兩用鍋爐
5．2 基于混合整數規(guī)劃的微能源網穩(wěn)態(tài)調度策略
5．2．1 智能能源網穩(wěn)態(tài)經濟優(yōu)化調度策略設計
5．2．2 聯合供冷系統穩(wěn)態(tài)調度算法
5．2．3 算例仿真
5．3 基于分布式預測控制的微能源網動態(tài)調度策略
5．3．1 分布式預測控制概述
5．3．2 多制冷機供冷系統分布式預測控制設計
5．3．3 算例分析
5．4 基于滾動優(yōu)化的微能源網管理策略
5．4．1 能量管理系統的結構和模型
5．4．2 考慮需求側資源的能源管理系統
參考文獻
第6章 用戶端源-儲-荷互動技術
6．1 用戶端光儲-體化電能系統
6．1．1 系統總體拓撲結構
6．1．2 能量管理策略
6．2 用戶端日前能量管理策略
6．2．1 四種負荷類型及其模型建立
6．2．2 市場電價機制與電價函數
6．2．3 基于用戶收益最大化的日前能量管理策略
6．3 用戶端日內調節(jié)策略
6．3．1 用戶端多時間尺度優(yōu)化控制方案
6．3．2 基于有效功率偏差模糊控制的日內小時級優(yōu)化
6．3．3 基于變時間常數濾波算法的日內分鐘級優(yōu)化
6．4 仿真分析與驗證
6．4．1 用戶端日前能量管理的規(guī)劃結果與分析
6．4．2 日內雙時間尺度優(yōu)化策略的控制效果與分析
參考文獻
第7章 區(qū)域電網縱橫向互動控制技術
7．1 縱橫互動結構體系
7．1．1 高比例可再生能源的分層消納方案
7．1．2 橫向互動與縱向互動的總體架構
7．1．3 統一信息支撐平臺與綜合能量管理系統
7．2 橫向互動與頻率支撐
7．3 縱向互動與高效消納
7．3．1 配電層與用電層的互動控制
7．3．2 配電層與輸電層互動控制
7．3．3 基于NSGA-Ⅱ改進的PSO求解算法
7．4 仿真分析與驗證
7．4．1 橫向互動的仿真結果與分析
7．4．2 縱向互動的仿真結果與分析
參考文獻
第8章 風光高滲透區(qū)域智能電網案例分析
8．1 示范工程總體架構
8．2 各層示范應用與現場運行效果
8．2．1 輸電層風-燃互補發(fā)電示范
8．2．2 配電層風電場儲能并網示范
8．2．3 用電層智能用電示范
8．3 電網分層橫縱向互動示范應用
參考文獻
附錄
附錄A 燃氣-蒸汽聯合循環(huán)機組主要參數
附錄B 風電場儲能并網系統主要參數
附錄C 各電制冷機空調工況運行數據
附錄D 雙工況電制冷機制冰工況運行數據
附錄E 負荷數據
附錄F 含風-光-荷-儲的用戶端主要參數
附錄G 區(qū)域電網的主要拓撲結構
索引
書單推薦
