交直流微电网的运行与控制(精)

第1章绪论 …………………………………………………………………………001

1.1 分布式发电与微电网技术 ……………………………………………003

1.2 交流微电网的运行与控制 ……………………………………………006

1.3 直流微电网的运行与控制 ……………………………………………013

本章小结………………………………………………………………………020

第2章交流微电网孤岛功率控制技术 ………………………………………021

2.1 传统孤岛运行控制原理 ………………………………………………023

2.2 弹性有功功率分配的双下垂控制 ……………………………………029

2.3 逆变器并联系统谐波功率均分方法 ………………………………038

本章小结 …………………………………………………………………………055

第3章交流微电网并网功率控制技术 ………………………………………057

3.1交流微电网的下垂并网功率控制策略 ……………………………059

3.2 抑制电网谐波影响的下垂并网功率控制策略 ……………………068

3.3 功率解耦下垂控制策略 ………………………………………………076

3.4 基于能量成型控制的并网电流谐波抑制方法 ……………………091

本章小结 …………………………………………………………………………104

第4章交流微电网运行模式切换控制 …………………………………………107

4.1 交流微电网运行模式切换控制研究现状 …………………………109

4.2 模式切换暂态分析 ……………………………………………………114

4.3 交流微电网电压运行模式无缝切换控制 …………………………118

4.4 交流微电网统一运行模式无缝切换控制 …………………………121

本章小结 …………………………………………………………………………126

第5章直流微电网分布式协同控制技术 ……………………………………127

5.1 直流微电网基本控制原理 ……………………………………………129

5.2 光伏发电单元无缝切换控制方法 ……………………………………136

5.3 直流微电网协同运行方法 ……………………………………………144

本章小结 …………………………………………………………………………155

第6章直流微电网二次调节技术 ………………………………………………157

6.1 直流下垂控制局限性分析 ……………………………………………159

6.2 基于下垂平移的直流二次调节技术 ………………………………161

6.3自适应阻抗直流二次调节技术 ………………………………………164

本章小结 …………………………………………………………………………179

第7章 直流微电网容量优化配置………………………………………………181

7.1 直流微电网容量配置模型 ……………………………………………183

7.2 基于多目标优化算法的容量配置方法 ……………………………190

7.3 直流微电网优化配置案例分析 ………………………………………196

本章小结 …………………………………………………………………………204

参考文献 ………………………………………………………………………………205

名词索引 ……………………………………………………………………213

附录 部分彩图 ……………………………………………217

1.1分布式发电与微电网技术

面对日益严峻的能源资源约束、生态环境恶化、气候变化加剧等重大挑战，全球多个国家纷纷加快了建立低碳化能源体系的步伐。国际能源署预测:可再生能源在全球发电量的占比将于2050年从目前的27.8%攀升至86%。分布式发电技术凭借其清洁环保、灵活便捷的优势受到越来越多的关注。然而，随着可再生能源发电的渗透率逐年上升,分布式发电系统的不足(如分布式电源的随机性和波动性、分布式电源能量的不确定性及配电网潮流反向)逐渐暴露出来。为了解决高渗透率分布式发电系统的并网运行问题，减小其对电网稳定性的冲击，2001年,美国威斯康星大学麦迪逊分校的R. H. Lasseter教授首次提出了微电网系统(Microgrid System,MGS)的概念。

1.1.1国内外分布式发电技术的发展

分布式发电系统中的发电设施称为分布式电源,主要包括风力发电、光伏发电、生物质能发电、潮汐能发电设施，以及燃料电池、微型燃气轮机等。随着世界范围内能源领域竞争加剧,各国纷纷制定了适合各自特点的可持续发展战略，分布式发电技术以其独有的经济性和环保性等特点引起了世界各国及相关科研机构的关注,欧盟各国和美国、日本等国家已经将分布式发电作为能源结构调整战略的重要内容。

美国能源信息署发布的《2011年度能源展望》指出，2011-2035年，美国居民以及商业机构用于购买分布式能源设备、发电系统和电器节能等方面的资金将新增110亿美元，分布式能源平均增长率约0.6%。美国商业分布式能源系统装机容量将从2009年的190万kW增加到2035年的680万kW。预计在2035年，可再生能源将占分布式能源供应的50%。

……

在微电网研究领域，最关键的技术是微电网的运行控制。本书从交流微电网和直流微电网的运行方式、模式切换等方面入手，全方位阐述了其关键技术：针对交流微电网的功率分配、系统运行动态特性、谐波及离并网运行模式切换等问题进行了系统分析，创新性地提出了弹性功率控制、谐波功率均分控制、并网电流谐波抑制控制及并联系统运行模式无缝切换控制，以保证交流微电网运行的稳定性；还介绍了直流微电网系统的运行控制技术、混合储能变换器与其控制策略以及优化配置技术。