內容大鋼
本書對分散式資源參與電網調頻調壓輔助服務的機制進行了深入研究，提煉出提升電網調節靈活性、減輕電網負擔的新方法。通過結合電網具體特徵分析調頻調壓需求，並利用源網荷儲協同控制技術，書中構建了一整套創新的理論框架和實踐路徑。詳盡討論了分散式資源如何在確保電網穩定性的同時，提高其參與電網調節的效率與效果，尤其在分散式光伏廣泛應用背景下，如何通過多功能逆變器技術和精確控制策略，積極支持電網運行。
在「雙碳」目標指引下，電力系統調節能力變得尤為關鍵。本書所提供的理論基礎和現實操作方案對理解並應對新能源接入規模不斷擴大所帶來的挑戰至關重要。不僅對電網運營商調控策略的優化提供幫助，也為政策制定者、新能源領域企業及學術界研究人員提供了價值不菲的參考。
作者介紹
編者:薛世偉//賈清泉//曾四鳴//胡雪凱//李盼等|責編:孫志強
目錄
第1章 緒論
1.1 新型電力系統概述
1.1.1 電力系統基本組成
1.1.2 電力系統發展概況
1.1.3 新型電力系統發展趨勢
1.2 分散式資源
1.2.1 分散式資源概述
1.2.2 分散式資源種類及特性
1.3 電力系統穩定運行與調頻調壓
1.3.1 電力系統有功功率與頻率調控
1.3.2 電力系統無功功率與電壓調控
第2章 高比例風電併網對電力系統頻率的影響
2.1 風電功率波動特徵分析
2.1.1 風速-功率模型
2.1.2 風電功率波動描述
2.2 風電功率波動數據分解
2.2.1 小波變換理論
2.2.2 分量評估指標的建立
2.2.3 風電功率波動頻段特徵分析
2.3 併網風電功率波動對系統頻率特性的影響
2.3.1 傳統電力系統頻率模型
2.3.2 頻率模型建立與系統頻率對風電功率波動的響應分析
2.4 案例模擬分析
第3章 風光參與電網動態調頻的作用機理和行為特性
3.1 風、光發電原理
3.1.1 風力發電
3.1.2 光伏發電
3.2 虛擬同步機技術控制方法
3.2.1 虛擬同步機技術分類
3.2.2 虛擬同步機數學模型
3.2.3 風機虛擬同步發電機技術
3.2.4 光伏虛擬同步發電機技術
3.2.5 儲能虛擬同步發電機技術
3.3 風光VSG的慣量特性和調頻特性
3.3.1 同步機的慣量響應
3.3.2 同步機慣量支撐功能的物理意義
3.3.3 一次調頻功能及物理意義
3.4 風光VSG頻率特性對同步發電機主導電網的適應性
3.5 光儲VSG參與電網動態調頻案例分析
3.5.1 定功率模式
3.5.2 跟蹤光伏模式
3.5.3 零功率模式
3.5.4 儲能充放電
3.6 本章小結
第4章 風光參與電網動態調頻的有效性影響因素分析
4.1 風光VSG調頻性能的影響因素
4.1.1 虛擬同步發電機運行控制技術
4.1.2 風光出力不確定性對調頻能力的影響
4.2 風光和儲能參與同步發電機為主導電網的調頻特性分析
4.2.1 新能源參與電網調頻的需求和性能分析
4.2.2 地區電網風光和儲能參與調頻的有效域和約束邊界
4.3 本章小結
第5章 光儲虛擬同步機多模式運行控制策略
5.1 光儲系統VSG工作原理與運行模式
5.1.1 光儲VSG工作原理
5.1.2 光儲系統VSG運行模式
5.2 光儲VSG不同運行模式的控制策略
5.2.1 逆變器的功率控制
5.2.2 儲能功率與母線電壓控制
5.2.3 儲能單元SOC控制
5.3 降低儲能充放電次數的VSG啟動策略
5.3.1 電力系統頻率響應特性
5.3.2 VSG啟動方案
5.4 降低儲能充放電量的VSG退出策略
5.4.1 頻率響應過程的兩個階段
5.4.2 VSG退出判據
5.5 應用案例設計模擬
5.5.1 光儲控制策略模擬
5.5.2 光儲VSG投入策略的算例模擬
5.5.3 光儲VSG退出策略的算例模擬
5.5.4 本章投退策略效果的對比分析
第6章 風光儲直柔系統輔助調頻控制策略
6.1 光儲直柔系統數學模型及工作原理
6.1.1 光儲直柔系統拓撲結構
6.1.2 光伏單元數學模型及工作特性分析
6.1.3 儲能單元數學模型及工作特性分析
6.1.4 負荷單元換流器數學模型
6.1.5 交流電網電壓源換流器數學模型
6.2 光儲直柔系統虛擬慣性控制策略
6.2.1 光儲直柔系統虛擬慣性
6.2.2 光儲直柔系統分段虛擬慣性控制
6.2.3 光儲直柔系統新型虛擬慣性控制
6.2.4 案例模擬分析
6.3 光儲直柔系統輔助調頻控制策略
6.3.1 交流電網調頻分析
6.3.2 虛擬同步發電機控制策略
6.3.3 光儲直柔系統輔助交流電網調頻
6.3.4 應用案例模擬分析
第7章 風光儲資源參與調頻的效用評估方法
7.1 風光資源參與調頻的評價與適應性分析
7.1.1 風光資源參與電網一次調頻的評價方法
7.1.2 風光資源參與調頻的適應性評價指標
7.2 風光不確定性調頻貢獻潛力的置信水平評估方法
7.3 風光參與調頻成效性評價
7.3.1 成效性評價指標體系
7.3.2 風光參與調頻的可用容量、支撐功率及動態行為分析方法
7.3.3 風光參與調頻成效性評價方法
7.4 風光參與大電網調頻成效性評價案例分析
7.5 本章小結
第8章 光伏逆變器剩餘容量參與無功調壓的工作原理
8.1 光伏逆變器結構及工作原理
8.1.1 光伏併網發電系統結構組成
8.1.2 光伏逆變器結構和工作原理
8.2 配電網電壓評價體系
8.2.1 單節點級電壓評價指標
8.2.2 配電網級電壓評價指標
8.3 配電網調壓策略分析及模型建立
8.3.1 配電網調壓策略分析
8.3.2 基於OpenDSS的配電網模型建立
8.3.3 IEEE-33配電網模型
8.4 光伏接入對配電網電壓影響分析
8.4.1 光伏滲透率對配電網電壓的影響
8.4.2 光伏分佈位置對配電網電壓的影響
8.5 光伏逆變器調壓工作原理
8.5.1 傳統光伏逆變器有功調壓工作原理
8.5.2 現代光伏逆變器無功調壓工作原理
第9章 光伏逆變器參與調壓的優化控制策略
9.1 光伏逆變器的電壓控制策略
9.1.1 分散式光伏調壓的主從分散協調控制
9.1.2 分散式光伏無功-有功削減協調優化策略
9.1.3 分散式光伏無功-有功削減優化建模
9.1.4 分散式光伏有功削減案例分析
9.1.5 分散式光伏有功削減優化結果分析
9.2 分散式光伏接入配電網電壓適應性分析
9.2.1 電壓質量風險指標構建
9.2.2 光伏接入配電網的分佈特徵
9.2.3 光伏接入配電網電壓適應性分析
9.2.4 配電網電壓適應性案例分析
第10章 電壓波動抑制的構網、跟網型設備協同控制策略
10.1 光伏逆變器跟網協同控制策略
10.1.1 引言
10.1.2 現代電力電子設備無功補償機理分析
10.1.3 無功資源時變特徵對電網電壓影響分析
10.1.4 配電網構/跟網型設備多時間尺度無功優化建模
10.1.5 配電網構/跟網無功設備多時間尺度優化策略求解
10.1.6 案例分析
10.2 計及DPV集群構/跟網輔助治理的協同控制策略
10.2.1 引言
10.2.2 基於可變直流拓撲的DPV集群控制系統建模
10.2.3 考慮DPV集群控制的配電網兩階段無功優化建模
10.2.4 考慮光伏出力隨機波動的DPV集群控制策略
10.2.5 含DPV集群控制的配電網多時間尺度無功優化策略
10.2.6 算例分析
10.2.7 小結
10.3 基於配電網分區的構/跟網型協同優化配置
10.3.1 引言
10.3.2 配電網運行場景不確定性因素分析及處理
10.3.3 考慮光伏逆變器無功補償的配電網區域劃分
10.3.4 構/跟網無功資源多時間尺度優化配置模型及求解
10.3.5 算例分析
10.3.6 小結
第11章 電壓檢測型APF諧波分散式治理
11.1 分散諧波源的台區群體發射水平建模
11.1.1 台區電力電子化諧波源的聚類與等效處理
11.1.2 基於非侵入式監測的用電行為馬爾科夫建模
11.1.3 台區諧波發射水平動態評估流程
11.1.4 應用案例分析
11.2 VDAPF分散式治理系統及其本地運行特性研究
11.2.1 引言
11.2.2 VDAPF的實現原理
11.2.3 電力電子化配電網分散式諧波治理系統
11.2.4 應用案例分析
11.3 諧波和治理設備容量不確定性處理
11.3.1 諧波治理設備配置的不確定性因素分析
11.3.2 考慮不確定性的治理設備規劃方法
11.3.3 諧波治理設備規劃的運行場景集構建
11.3.4 應用案例分析
第12章 電力電子化配電網諧波全局治理
12.1 電力電子化配電網多時間尺度諧波協調優化
12.1.1 長時間尺度配電網分散諧波全局優化治理
12.1.2 基於模型預測控制的短時間尺度諧波優化治理
12.1.3 應用案例分析
12.2 參與諧波優化治理的觀測節點選取方法
12.2.1 電能質量數據時間序列特徵點處理
12.2.2 電壓畸變觀測節點動態選擇策略
12.3 VDAPF和MFINV協同分區及安裝節點選擇
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