书名：微电网分层分布式运行控制
书号：978-7-5198-7945-7
定价：86.00元
作者：吴翔宇
出版日期：2023-11-17
出版社：中国电力出版社
版次：1 印次：1        

品牌介绍

中国电力出版社成立于 1951 年，作为中国成立最早的中央科技出版社之一，曾隶属于水利电力部、能源部、电力工业部、国家电力公司，现为国家电网公司所属的科技出版社，在电气技术专业出版领域享有极高的声誉。该社作为以图书出版为主体，音像、电子出版物、期刊、网络出版共同发展的大型出版企业，以强大的出版资源和高素质的专业队伍，致力于向读者提供包括电力工程、电气工程、建筑工程、电子技术、信息技术、外语、大中专教材、家教等学科门类齐全的权威出版物，也竭力为广大师生提供精品教材，是教育部和北京市教委规划教材的出版基地之一。
       

内容介绍

具有“自平衡、自调节、自控制”能力的微电网是新型电力系统的重要组成部分。本书共 8章，建立了一套微电网的分层分布式运行控制体系和方法，能够以分布式的方式将微电网的一次、二次和三次控制有机结合在一起，并同时满足系统对稳态性能和动态性能的要求。

本书旨在为微电网技术的实际应用提供理论指导和技术支持，可供从事微电网控制与稳定领域研究和工作的科技工作者阅读，也可作为高等院校电气工程专业的研究生教学参考书。
       

前言

目录

前言

第 1 章 概述 / 01

1.1 微电网概述 / 01

1.1.1 微电网概念 / 01

1.1.2 微电网的运行控制问题和稳定问题 / 02

1.2 微电网的分层控制 / 05

1.2.1 一次控制 / 05

1.2.2 二次控制 / 08

1.2.3 三次控制 / 10

1.3 微电网的小扰动稳定性 / 12

1.3.1 微电网小信号建模 / 13

1.3.2 微电网小扰动稳定分析 / 13

1.3.3 增强微电网小扰动稳定性的方法 / 13

1.4 本书的主要内容 / 14

第 2 章 微电网的基础控制方法与分层控制结构 / 16

2.1 逆变器的基础控制方法 / 16

2.1.1 有功/无功功率控制 / 16

2.1.2 直流电压/无功功率控制 / 20

2.1.3 恒压/恒频控制 / 21

2.2 微电网的主从控制方法 / 24

2.2.1 主从控制方法介绍 / 24

2.2.2 算例仿真 / 252.3 微电网的对等控制方法 / 30

2.3.1 对等控制方法介绍 / 30

2.3.2 并联逆变器的电路特性 / 31

2.3.3 下垂控制方法 / 32

2.3.4 算例系统介绍 / 35

2.3.5 仿真分析 / 36

2.4 微电网的分层控制结构 / 38

2.5 小结 / 39

第 3 章 微电网下垂控制中虚拟阻抗的分析与设计方法 / 40

3.1 概述 / 40

3.2 含虚拟阻抗的微电网下垂控制方法 / 41

3.2.1 微电网有功/频率和无功/电压下垂控制 / 41

3.2.2 虚拟阻抗的概念与作用 / 43

3.3 含虚拟阻抗的下垂控制微电网潮流计算和小信号动态建模 / 44

3.3.1 潮流计算 / 44

3.3.2 小信号动态建模 / 46

3.4 虚拟阻抗的可行域构造 / 47

3.4.1 节点电压约束 / 47

3.4.2 功率解耦约束 / 47

3.4.3 系统阻尼约束 / 48

3.4.4 无功功率分配约束 / 49

3.5 最优虚拟阻抗设计方法 / 50

3.5.1 系统综合性能评估 / 50

3.5.2 最优虚拟阻抗设计问题 / 52

3.6 算例分析 / 53

3.6.1 算例系统 / 53

3.6.2 可行域结果 / 55

3.6.3 最优虚拟阻抗结果 / 57

3.6.4 时域仿真验证 / 60

3.7 小结 / 63第 4 章 微电网分布式频率电压控制 / 64

4.1 概述 / 64

4.2 微电网分布式频率电压控制目标 / 65

4.2.1 通用下垂控制 / 65

4.2.2 分布式控制目标 / 66

4.2.3 控制目标实现可行性分析 / 66

4.3 微电网分布式频率电压控制方法 / 69

4.3.1 图论概述 / 69

4.3.2 分布式合作控制基本原理 / 69

4.3.3 分布式二次频率控制器设计 / 70

4.3.4 分布式二次电压控制器设计 / 71

4.4 DG 输出电压限幅下的影响分析与控制策略 / 73

4.4.1 DG 输出电压限幅对控制性能的影响 / 73

4.4.2 控制器限幅方法 / 74

4.5 小信号动态建模 / 76

4.5.1 分布式二次无功功率控制器模型降阶 / 76

4.5.2 单台 DG 模型 / 77

4.5.3 PCC 电压控制器模型 / 80

4.5.4 网络与负荷模型 / 81

4.5.5 所有 DG 模型 / 81

4.5.6 完整的微电网模型 / 82

4.6 算例分析 / 82

4.6.1 算例系统 / 82

4.6.2 小干扰稳定分析结果 / 84

4.6.3 时域仿真结果 / 87

4.7 小结 / 91

第 5 章 改善微电网动态性能的分布式最优附加控制方法 / 92

5.1 概述 / 92

5.2 算例系统构建 / 94

5.3 微电网的简化小信号动态模型 / 96

5.3.1 单台 DG 模型 / 96

5.3.2 所有 DG 模型 / 96

5.3.3 DG 输出电压接口模型 / 97

5.3.4 网络与负荷模型 / 97

5.3.5 完整的微电网模型 / 97

5.3.6 简化模型的精度检验 / 98

5.4 考虑多种影响因素时微电网的动态性能分析 / 99

5.4.1 参与因子分析 / 99

5.4.2 控制参数选取对动态性能的影响 / 100

5.4.3 运行平衡点对动态性能的影响 / 103

5.4.4 通信网络拓扑对动态性能的影响 / 105

5.4.5 分析结果小结 / 106

5.5 分布式最优附加控制器设计方法 / 107

5.5.1 附加控制变量的引入 / 107

5.5.2 分布式最优附加控制器设计 / 108

5.6 算例分析 / 110

5.6.1 补偿系统的动态性能分析 / 110

5.6.2 PSCAD/EMTDC 时域仿真结果 / 113

5.7 讨论与小结 / 120

5.7.1 讨论 / 120

5.7.2 小结 / 121

第 6 章 微电网时滞稳定分析与延时补偿控制方法 / 123

6.1 概述 / 123

6.2 微电网的时滞小信号动态建模 / 123

6.2.1 考虑延时的 DG 建模 / 124

6.2.2 网络与负荷建模 / 128

6.2.3 完整的小信号模型 / 128

6.3 时滞稳定分析 / 128

6.3.1 微电网分布式时滞控制系统特征根计算方法 / 128

6.3.2 通信延时对主导振荡模式的影响 / 129

6.3.3 通信网络拓扑对延时裕度的影响 / 130

6.3.4 控制参数对延时裕度的影响 / 131

6.4 延时补偿控制方法 / 132

6.5 时域仿真结果 / 134

6.5.1 算例系统 / 134

6.5.2 时滞稳定分析结果的仿真验证 / 135

6.5.3 延时补偿控制方法的仿真验证 / 135

6.6 实验结果 / 139

6.6.1 实验平台 / 139

6.6.2 实验验证 / 140

6.7 小结 / 142

第 7 章 抵御网络攻击的微电网分布式韧性控制 / 143

7.1 概述 / 143

7.2 基础控制 / 144

7.2.1 一次下垂控制 / 145

7.2.2 分布式二次控制 / 145

7.3 微电网网络攻击模型及脆弱性分析 / 146

7.3.1 网络攻击模型 / 146

7.3.2 微电网控制受 FDI 攻击的脆弱性分析 / 148

7.4 微电网分布式韧性控制 / 150

7.4.1 分布式韧性频率控制器 / 150

7.4.2 分布式韧性电压控制器 / 154

7.5 算例分析 / 155

7.5.1 算例系统 / 155

7.5.2 算例分析 / 157

7.6 小结 / 166

第 8 章 微电网分布式优化运行 / 168

8.1 概述 / 168

8.2 微电网最优潮流模型及其分布式求解 / 169

8.2.1 微电网最优潮流模型 / 169

8.2.2 微电网最优潮流的分布式求解算法 / 172

8.2.3 算例分析 / 176

8.3 微电网一次、二次、三次控制分布式联合运行方法 / 178

8.3.1 联合运行方法 / 178

8.3.2 联合运行稳定性分析 / 179

8.3.3 控制参数在线自适应分布式调节 / 183

8.4 时域仿真分析 / 186

8.4.1 联合运行仿真 / 186

8.4.2 自适应调节方法检验 / 188

8.4.3 长时间优化运行仿真 / 191

8.5 小结 / 192

附录 A 命题 4-1 的证明 / 194

附录 B 命题 4-2 的证明 / 199

附录 C 命题 4-3 的证明 / 200

附录 D 4.5 节中小信号模型的参数 / 201

附录 E 5.3 节中小信号模型的参数 / 203

附录 F 第 6 章小信号建模详细过程 / 205

附录 G 分布式控制脆弱性分析推导过程 / 211

附录 H 分布式二次电压控制器的收敛性证明 / 212

参考文献 / 215