飞轮储能与火电机组联合调频控制
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北京东城
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作者洪烽 房方 郝俊红 刘吉臻 著
出版社机械工业出版社
ISBN9787111760375
出版时间2024-10
装帧精装
开本16开
定价129元
货号1203374017
上书时间2024-10-01
商品详情
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目录
目录
序言
前言
作者简介
第1章新型电力系统背景下火电机组调频
现状及挑战1
1.1电力系统频率控制技术基础1
1.1.1电力系统频率波动1
1.1.2电力系统频率一次调节2
1.1.3电力系统频率二次调节15
1.2在新型电力系统下火电机组调频面临的
挑战28
1.2.1低惯量给频率稳定带来的冲击28
1.2.2电源侧在低碳转型阶段频率安全稳定
面临的挑战29
1.3火电机组调频研究现状31
1.3.1火电机组灵活运行下调节特性差异化
分析35
1.3.2电力系统负荷频率优化控制研究现状39
1.4火电机组一次调频极限响应特性分析43
1.4.1火电机组一次调频能力理论分析43
1.4.2火电机组一次调频评估算法描述45
1.5火电机组二次调频蓄能应用与控制策略47
1.5.1火电机组蓄能系统特性分析47
1.5.2火电机组多蓄能协同调度控制技术53
1.5.3多蓄能协同调度控制技术工程应用62
1.6本章小结72
参考文献72
第2章飞轮储能系统基本原理与控制技术81
2.1飞轮储能系统研究现状概述81
2.1.1储能技术发展概况81
2.1.2飞轮储能系统运行控制技术发展83
2.1.3飞轮储能系统辅助调频研究现状87
2.2飞轮储能系统介绍89
2.2.1工作原理89
2.2.2物理结构89
2.2.3飞轮储能系统的特点91
2.2.4飞轮储能系统的其他相关技术92
2.3飞轮储能系统单元模型97
2.3.1异步电机动态模型97
2.3.2网侧电路动态模型102
2.4飞轮储能系统控制105
2.4.1宽转速范围内异步电机控制105
2.4.2飞轮储能单元网侧功率控制120
2.4.3飞轮储能单元直流电压控制127
2.5飞轮储能系统的工程应用与发展趋势132
2.5.1飞轮储能系统的工程应用132
2.5.2飞轮储能系统技术发展趋势140
2.6本章小结141
参考文献141
第3章飞轮储能系统阵列控制技术149
3.1飞轮储能系统阵列控制概述149
3.1.1阵列控制的基本概念152
3.1.2飞轮阵列储能系统拓扑结构153
3.2传统的阵列控制管理方法154
3.2.1飞轮储能阵列等功率分配154
3.2.2飞轮储能阵列等时间分配155
3.2.3飞轮储能阵列“能者多劳”分配155
3.3用于电网调频的飞轮储能阵列优化控制156
3.3.1飞轮储能阵列功率协调控制策略157
3.3.2飞轮储能阵列自适应双层控制策略160
3.3.3大容量飞轮储能阵列宏观一致性控制策略168
3.4基于分布式控制的飞轮储能阵列管理177
3.4.1分布式控制概述177
3.4.2转速一致性控制178
3.4.3分布式协同控制策略180
3.4.4分布式优化策略181
3.5本章小结182
参考文献183
第4章飞轮储能火电机组联合系统参与电网一次调频控制185
4.1飞轮储能火电机组联合系统一次调频研究现状及问题概述185
4.2基于自适应协同下垂的飞轮储能联合火电机组一次调频控制策略186
4.2.1基于自适应协同下垂的一次调频控制策略设计186
4.2.2控制策略评价指标190
4.2.3仿真结果与讨论191
4.3基于划分电量的小规模储能参与电网一次调频控制策略196
4.3.1各区域不同电网一次调频考核指标196
4.3.2考虑电网调频指标及划分电量的飞轮储能控制策略201
4.3.3仿真结果与讨论203
4.4基于机组实时出力增量预测的火电飞轮储能系统协同
调频控制策略206
4.4.1机组实时出力增量的动态预测及量化表征207
4.4.2基于机组调频能力预测的飞轮储能运行控制策略214
4.4.3运行效果验证216
4.5本章小结221
参考文献221
第5章飞轮储能火电机组联合系统参与电网二次调频控制224
5.1火电机组参与电力现货市场现状与概述224
5.1.1储能系统参与电力现货市场现状与机制224
5.1.2山西现行现货交易市场下的调频辅助服务细则226
5.1.3国内其他地区现行调频辅助服务细则233
5.1.4辅助服务市场竞价的不完全信息博弈模型与分析236
5.2基于提升AGC性能指标的飞轮储能系统二次调频控制策略238
5.2.1火储耦合AGC调频控制238
5.2.2AGC爬坡性能指标239
5.2.3飞轮储能耦合AGC调频控制策略239
5.2.4爬坡性能提升244
5.3基于模态匹配的飞轮/锂电池混合储能耦合火电AGC
控制策略及应用247
5.3.1混合储能辅助火电机组调频辅助服务248
5.3.2基于模态匹配的混合储能系统协调控制254
5.3.3混合储能SOC的动态区间管理策略258
5.3.4仿真验证与现场运行效果260
5.4本章小结268
参考文献268
第6章飞轮储能火电机组联合系统调频容量优化配置272
6.1储能系统配置的必要性分析272
6.1.1储能辅助火电机组调频的优势272
6.1.2火储联合系统容量配置研究现状273
6.2辅助火电机组一次调频的飞轮储能容量配置275
6.2.1火储耦合系统一次调频控制275
6.2.2飞轮储能系统容量配置模型278
6.2.3仿真验证与讨论281
6.3基于EMD分解的混合储能辅助火电机组一次调频容量规划289
6.3.1火电机组调频现状分析289
6.3.2容量规划基础原理290
6.3.3仿真验证与讨论295
6.4飞轮储能系统控制策略与容量协同优化配置298
6.4.1协同优化配置方案及控制策略298
6.4.2仿真验证与讨论301
6.5本章小结308
参考文献308
内容摘要
新能源的大规模并网给新型电力系统的频率安全带来了严峻挑战,充分挖掘电源侧调频资源对提升电网支撑能力具有重要意义。新型储能是构建新型电力系统的重要技术和基础装备,是实现碳达峰、碳中和目标的重要支撑之一,作为一种新兴的物理储能,飞轮储能系统在电力系统调频领域广受关注。飞轮储能火电机组联合参与调频能够较好地提升新型电力系统频率稳定性以及火电机组运行安全性和经济性。本书旨在总结作者在飞轮储能联合火电机组参与电网调频运行控制方面取得的研究成果,为推进飞轮储能在新型电力系统中的相关理论研究与技术应用提供了研究思路。本书第1章介绍了新型电力系统背景下火电机组调频现状及挑战;第2章介绍了飞轮储能系统基本原理与控制技术;第3章介绍了飞轮储能系统阵列控制技术;第4章和第5章分别介绍了飞轮储能火电机组联合系统参与电网一次、二次调频控制;第6章介绍了飞轮储能火电机组联合系统调频容量优化配置。
本书适合从事飞轮储能技术应用、火电机组调频优化以及电网一次、二次调频优化控制等方面研究的科技工作者阅读,也适合高等院校储能工程、能源动力工程以及自动化等专业的高年级本科生、研究生和教师阅读。
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本书由能源电力专家刘吉臻院士作序，作者团队均是能源领域的专家。
本书通过深入探讨飞轮储能技术与火力发电系统在电网调频领域的结合应用,为当下同行科技工作者提供一个全面的理论和实践指导,帮助读者了解飞轮储能技术联合火力发电系统在电网调频领域的相关技术,并为飞轮储能联合火电机组参与调频的控制策略及容量配置等方面提供了研究思路。
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