交直流混合微電網(wǎng)已廣泛用于解決高海拔、海島、偏遠、無電等地區(qū)的用電供能難題，能實現(xiàn)高比例新能源友好接入與用戶側(cè)高可靠供電，將是新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。本書旨在介紹團隊近年來在交直流混合微電網(wǎng)穩(wěn)定控制和優(yōu)化運行方面的創(chuàng)新工作，以期推動相關(guān)技術(shù)發(fā)展與工程應(yīng)用。全書按照交直流混合微電網(wǎng)的穩(wěn)定控制與優(yōu)化運行兩大問題展開，其中在穩(wěn)定控制方面，又分別從交流側(cè)電壓和頻率穩(wěn)定與控制、直流側(cè)電壓穩(wěn)定與控制，以及交直流柔性互聯(lián)功率協(xié)調(diào)控制三方面所面臨的問題和解決方法展開論述。
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國家自然科學(xué)基金面上項目“互聯(lián)多微電網(wǎng)的中壓柔性直流配電系統(tǒng)靈活功率控制與穩(wěn)定性研究”，編號51977142
目錄
“微電網(wǎng)與智慧能源叢書”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 典型拓撲結(jié)構(gòu) 2
1.2.1 交流耦合型拓撲 2
1.2.2 直流耦合型拓撲 3
1.2.3 交直流耦合型拓撲 4
1.3 穩(wěn)定控制研究現(xiàn)狀 5
1.3.1 交流電壓/頻率構(gòu)建與穩(wěn)定控制 5
1.3.2 直流微電網(wǎng)寬頻振蕩機理分析 8
1.3.3 交直流混合微電網(wǎng)柔性互聯(lián)與協(xié)調(diào)控制 11
1.4 優(yōu)化運行研究現(xiàn)狀 15
參考文獻 16
第2章 三相四線制儲能變流器并聯(lián)組網(wǎng) 21
2.1 多儲能變流器并聯(lián)協(xié)調(diào)控制框架 21
2.1.1 兩級式三電平儲能變流器 21
2.1.2 儲能變流器并聯(lián)及分層控制框架 23
2.2 儲能變流器P-f和Q-U下垂控制 24
2.2.1 基于分序虛擬阻抗的P-f和Q-U下垂控制 24
2.2.2 分序虛擬阻抗對并聯(lián)控制性能的影響分析 27
2.3 微電網(wǎng)三相電壓平衡與恢復(fù)控制 38
2.3.1 三相電壓不平衡補償控制 39
2.3.2 關(guān)鍵控制參數(shù)的影響分析 40
2.4 仿真與實驗驗證 42
2.4.1 仿真驗證 42
2.4.2 實驗驗證 46
2.5 本章小結(jié) 48
參考文獻 49
第3章 低慣量交直流混合微電網(wǎng)暫態(tài)功率平衡 50
3.1 概述 50
3.2 低慣量交直流混合微電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 50
3.3 交流頻率-直流電壓動態(tài)一致性控制 52
3.4 建模與關(guān)鍵參數(shù)影響分析 53
3.4.1 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 53
3.4.2 關(guān)鍵參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響 55
3.4.3 柴發(fā)退出時分布式儲能的穩(wěn)態(tài)功率分配 58
3.5 仿真驗證 59
3.5.1 仿真工況1 60
3.5.2 仿真工況2 62
3.5.3 仿真工況3 62
3.5.4 仿真工況4 63
3.6 本章小結(jié) 64
參考文獻 64
第4章 柴儲微電網(wǎng)虛擬慣量和阻尼系數(shù)可行域 66
4.1 柴儲微電網(wǎng)與儲能虛擬同步發(fā)電機控制 66
4.2 虛擬慣量和阻尼系數(shù)可行域分析 68
4.2.1 柴儲微電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性分析模型 68
4.2.2 虛擬慣量和阻尼系數(shù)可行域構(gòu)建 71
4.2.3 仿真驗證 78
4.3 振蕩機理分析及抑制 86
4.3.1 等效數(shù)學(xué)模型 86
4.3.2 振蕩機理及抑制策略 88
4.3.3 仿真分析 90
4.4 實驗驗證 90
4.5 本章小結(jié) 93
參考文獻 94
第5章 直流微電網(wǎng)寬頻振蕩機理 95
5.1 概述 95
5.2 小擾動穩(wěn)定問題的基本分析方法 95
5.2.1 基于詳細狀態(tài)空間模型的分析方法 96
5.2.2 基于詳細阻抗模型的分析方法 97
5.3 由直流電壓控制主導(dǎo)的低頻動態(tài)機理 100
5.3.1 系統(tǒng)介紹 100
5.3.2 降階建模 102
5.3.3 理論分析 106
5.3.4 實驗驗證 110
5.4 由電磁振蕩回路主導(dǎo)的高頻振蕩穩(wěn)定機理 113
5.4.1 系統(tǒng)介紹 113
5.4.2 降階建模 114
5.4.3 理論分析 118
5.4.4 實驗驗證 125
5.5 本章小結(jié) 129
參考文獻 129
第6章 直流微電網(wǎng)高頻振蕩穩(wěn)定性提升 132
6.1 直流微電網(wǎng)小信號穩(wěn)定性分析模型 132
6.1.1 直流微電網(wǎng)基本結(jié)構(gòu) 132
6.1.2 直流微電網(wǎng)小信號建模 133
6.2 直流微電網(wǎng)穩(wěn)定性分析 137
6.2.1 關(guān)鍵參數(shù)影響分析 138
6.2.2 仿真驗證 140
6.2.3 實驗驗證 145
6.3 高頻振蕩有源阻尼 150
6.3.1 基于低通濾波的有源阻尼方法 150
6.3.2 仿真與實驗驗證 152
6.4 直流電壓魯棒下垂控制 154
6.4.1 理論分析 154
6.4.2 仿真與實驗驗證 159
6.5 本章小結(jié) 162
參考文獻 162
第7章 交直流混合微電網(wǎng)互聯(lián)DC-AC變流器多模式統(tǒng)一控制 164
7.1 互聯(lián)DC-AC變流器控制功能需求分析 164
7.2 互聯(lián)DC-AC變流器多模式統(tǒng)一控制 166
7.2.1 基本控制結(jié)構(gòu) 167
7.2.2 交直流混合微電網(wǎng)互聯(lián)功率自治控制模式 170
7.2.3 直流微電網(wǎng)支撐交流微電網(wǎng)控制模式 172
7.2.4 交流微電網(wǎng)支撐直流微電網(wǎng)控制模式 174
7.3 仿真驗證 175
7.3.1 仿真系統(tǒng)描述 175
7.3.2 仿真分析 179
7.4 實驗驗證 183
7.4.1 實驗平臺描述 183
7.4.2 實驗分析 183
7.5 本章小結(jié) 187
參考文獻 187
第8章 交直流混合微電網(wǎng)柔性互聯(lián)與多模式統(tǒng)一控制 189
8.1 概述 189
8.2 柔性互聯(lián)交直流混合微電網(wǎng)多模式統(tǒng)一控制 189
8.2.1 系統(tǒng)介紹 189
8.2.2 多模式統(tǒng)一控制技術(shù) 192
8.2.3 仿真驗證 197
8.3 基于共母線的交直流混合微電網(wǎng)多模式統(tǒng)一控制 204
8.3.1 離網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)多模式統(tǒng)一控制 204
8.3.2 并網(wǎng)型交直流混合微電網(wǎng)多模式統(tǒng)一控制 227
8.4 本章小結(jié) 242
參考文獻 242
第9章 柔性互聯(lián)微電網(wǎng)分布式優(yōu)化調(diào)度 244
9.1 概述 244
9.2 柔性互聯(lián)微電網(wǎng)分布式優(yōu)化模型 244
9.2.1 柔性互聯(lián)微電網(wǎng)架構(gòu) 244
9.2.2 分布式優(yōu)化建模 245
9.3 模型求解方法 249
9.3.1 交替方向乘子法 249
9.3.2 分布式協(xié)調(diào)優(yōu)化求解流程 251
9.4 仿真案例 252
9.5 本章小結(jié) 258
參考文獻 258
第10章 氫能直流微電網(wǎng)多時間尺度優(yōu)化調(diào)度 259
10.1 概述 259
10.2 氫能直流微電網(wǎng)跨時間尺度源荷匹配及能量優(yōu)化 259
10.2.1 氫能直流微電網(wǎng)架構(gòu) 259
10.2.2 源荷功率/能量匹配及多目標優(yōu)化 260
10.2.3 求解方法 263
10.3 氫能微電網(wǎng)并網(wǎng)隨機優(yōu)化調(diào)度方法 264
10.3.1 場景生成及削減 264
10.3.2 日前隨機優(yōu)化 265
10.4 氫能微電網(wǎng)離網(wǎng)長周期滾動優(yōu)化 269
10.4.1 離網(wǎng)風(fēng)險評估 270
10.4.2 離網(wǎng)滾動優(yōu)化 272
10.5 仿真案例 275
10.5.1 并網(wǎng)運行優(yōu)化調(diào)度 276
10.5.2 計及非計劃離網(wǎng)風(fēng)險的運行優(yōu)化調(diào)度 280
10.5.3 離網(wǎng)滾動優(yōu)化調(diào)度 285
10.6 本章小結(jié) 288
參考文獻 288
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