智能风光微网技术

目录
前言
第1章 微电网概述 1
1.1 发展背景 1
1.2 微电网基础 2
1.2.1 微电网的主要设备 2
1.2.2 微电网的主要特点 5
1.2.3 微电网分类 6
1.2.4 微电网运行与控制模式 8
1.3 风光储微电网 9
1.3.1 风光储微电网的结构 9
1.3.2 光伏发电 9
1.3.3 风力发电 10
思考题 11
第2章 光伏发电子系统 13
2.1 太阳电池与光伏阵列 13
2.1.1 太阳电池模型 13
2.1.2 光伏阵列 14
2.1.3 光伏阵列排布 16
2.2 最大功率点跟踪 17
2.2.1 最大功率点跟踪原理 17
2.2.2 恒压跟踪法 17
2.2.3 扰动观测法 18
2.2.4 电导增量法 19
2.3 发电子系统设备 20
2.3.1 光伏发电系统专用设备 20
2.3.2 电力变换设备 22
2.3.3 通断设备 24
2.3.4 保护设备 27
2.3.5 无功补偿设备 28
思考题 32
第3章 风力发电子系统 33
3.1 风能 33
3.1.1 风能模型 33
3.1.2 风能评估 34
3.1.3 风能利用特性 35
3.2 机械系统 36
3.2.1 叶片与桨距角 36
3.2.2 安全保护系统 38
3.2.3 传动与辅助系统 38
3.3 发电机系统 40
3.3.1 发电机结构 40
3.3.2 发电机的工作原理 41
3.3.3 主流风力发电机型 44
3.4 风力发电机的控制 48
3.4.1 风力发电控制方法 48
3.4.2 恒速恒频风力发电机 52
3.4.3 变速恒频风力发电机 54
思考题 63
第4章 储能子系统 64
4.1 储能子系统结构 64
4.1.1 储能子系统接入电网 64
4.1.2 蓄电池组接入储能子系统 65
4.1.3 蓄电池的连接 66
4.2 蓄电池 66
4.2.1 锂离子蓄电池特性 66
4.2.2 锂离子蓄电池模型 67
4.2.3 蓄电池组设计的注意事项 69
4.3 储能变流器 70
4.3.1 储能变流器结构 70
4.3.2 双向DC-DC电路 71
4.3.3 工作模式 72
4.4 电池管理系统 74
4.4.1 功能与黑启动 74
4.4.2 蓄电池荷电状态估计 75
4.4.3 蓄电池的均衡 77
4.4.4 蓄电池充放电方法 80
4.4.5 安全管理 80
思考题 81
第5章 微电网逆变器 82
5.1 逆变并网系统 82
5.1.1 分类 82
5.1.2 并网系统构成 83
5.2 网侧逆变器模型 84
5.2.1 坐标变换 84
5.2.2 锁相环 87
5.2.3 三相电压型逆变器模型 89
5.3 逆变器控制方法 92
5.3.1 信号的定向 92
5.3.2 恒功率P-Q控制 96
5.3.3 恒压恒频U/f控制 99
5.3.4 下垂控制 102
5.4 电能质量 108
5.4.1 谐波 108
5.4.2 三相不平衡 111
思考题 115
第6章 微电网控制与运行 116
6.1 微电网控制方式 116
6.1.1 主从控制 116
6.1.2 对等控制 117
6.1.3 分层控制 118
6.2 稳态运行 120
6.2.1 离网运行 120
6.2.2 并网运行 122
6.2.3 孤岛检测方法 123
6.3 运行切换技术 125
6.3.1 并网切换至离网 125
6.3.2 离网切换至并网 126
6.3.3 黑启动控制 128
6.3.4 工作模式无缝切换 129
6.4 运行保护 131
6.4.1 继电保护 131
6.4.2 防雷 134
6.4.3 接地 135
思考题 138
第7章 微电网监测与用电 140
7.1 微电网测控系统 140
7.1.1 监控与数据采集系统 140
7.1.2 组态软件 142
7.1.3 集散控制系统 143
7.1.4 现场总线控制系统 144
7.2 智能微电网 146
7.2.1 特点与结构 146
7.2.2 就地控制层 147
7.2.3 集中控制层 149
7.2.4 调度管理层 149
7.3 通信技术 150
7.3.1 微电网的通信方案 150
7.3.2 基于IEC60870的微电网通信 152
7.3.3 IEC61850的通信协议 154
7.3.4 基于IEC61850-7-420的微电网通信 155
7.4 智能用电 158
7.4.1 智能用电的体现 158
7.4.2 智能电能表 159
7.4.3 电动汽车储能 160
思考题 163
第8章 微电网系统设计初步 164
8.1 微电网规划设计基础 164
8.1.1 发电子系统位置 164
8.1.2 规划设计的主要内容 164
8.1.3 微电网场站设计 165
8.1.4 微电网投资收益 166
8.2 仿真与案例 167
8.2.1 微电网仿真 167
8.2.2 示例 169
思考题 171
参考文献 172