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第1章 概论1

1.1 概述1

1.2 新能源电力与新能源经济2

1.2.1 新能源的定义2

1.2.2 新能源经济2

1.3 新能源电力系统4

1.3.1 新能源电力的发展现状及前景4

1.3.2 新能源电力系统及其特征9

1.3.3 新能源电力系统发展模式12

1.4 新能源电力系统建模与控制18

参考文献18

第2章 风力发电过程建模与控制19

2.1 风力发电系统概述19

2.1.1 风力发电系统工作原理19

2.1.2 风力发电系统分类21

2.1.3 主流风力发电系统27

2.2 风力发电系统建模32

2.2.1 风速序列32

2.2.2 气动系统35

2.2.3 传动系统38

2.2.4 变桨距系统41

2.2.5 电气系统42

2.2.6 仿真软件44

2.3 双馈感应风力发电系统控制46

2.3.1 控制任务46

2.3.2 控制系统结构49

2.3.3 机械侧控制50

2.3.4 电气侧控制54

2.3.5 电网友好型控制57

2.4 风电场负荷优化调度控制60

2.4.1 风功率预测概述60

2.4.2 短期风速单步预测62

2.4.3 短期风速多步预测70

2.4.4 电网友好型风电场负荷优化调度分析75

2.4.5 基于机组相对损耗指标的风电场负荷优化调度81

2.5 本章小结85

参考文献85

第3章 太阳能发电过程建模与控制89

3.1 太阳能资源特性与发电功率预测90

3.1.1 太阳能资源特性90

3.1.2 光伏发电功率预测96

3.2 光伏发电系统建模102

3.2.1 光伏电池阵列103

3.2.2 DC/DC变换器108

3.2.3 并网逆变器112

3.3 光伏发电系统运行控制116

3.3.1 太阳跟踪控制116

3.3.2 最大功率点跟踪控制121

3.3.3 光伏发电系统并网控制126

3.4 太阳能热发电系统131

3.4.1 太阳能热发电系统构成及分类132

3.4.2 槽式太阳能热发电系统运行控制134

3.5 本章小结137

参考文献138

第4章 火电机组建模与变负荷控制140

4.1 火力发电机组控制模型140

4.1.1 汽包炉机组非线性控制模型141

4.1.2 直流炉机组非线性控制模型146

4.1.3 循环流化床锅炉控制模型156

4.1.4 供热机组的控制模型163

4.1.5 非线性控制模型特性分析172

4.2 火力发电机组状态参数重构176

4.2.1 锅炉热量信号177

4.2.2 烟气含氧量180

4.2.3 煤质在线监测187

4.3 火电机组快速、深度变负荷协调控制192

4.3.1 单元机组非线性协调控制系统结构192

4.3.2 模糊多模型鲁棒协调控制器设计196

4.3.3 基于汽轮机蓄能深度利用的控制策略206

4.3.4 循环流化床机组深度变负荷协调控制211

4.3.5 供热机组快速变负荷协调控制215

4.4 本章小结222

参考文献223

第5章 多能源发电过程互补特性与控制策略225

5.1 典型发电过程特性225

5.1.1 风力发电过程特性225

5.1.2 光伏发电过程特性231

5.1.3 火力发电过程特性235

5.1.4 水力发电过程特性239

5.1.5 储能系统特性245

5.2 多能源发电过程互补原理252

5.2.1 多能源发电过程互补目标252

5.2.2 多能源互补过程的实时能量平衡255

5.2.3 分频段补偿方法257

5.3 多能源发电过程互补运行及仿真259

5.3.1 储能对风电出力的平抑作用259

5.3.2 风—火—储联合运行系统仿真261

5.4 厂级负荷优化分配265

5.4.1 火电厂厂级负荷优化分配266

5.4.2 水电站的负荷优化分配270

5.5 虚拟发电厂及控制系统272

5.5.1 虚拟发电厂的概念及分类273

5.5.2 虚拟发电厂的功能特征275

5.5.3 虚拟发电厂的运行控制方式275

5.5.4 虚拟发电厂的关键技术277

5.6 本章小结282

参考文献283

第6章 新能源电力系统优化调度285

6.1 电力系统调度概述285

6.1.1 电力系统调度概况285

6.1.2 电力系统优化调度287

6.2 新能源电力系统调度问题288

6.2.1 新能源电力系统调度的特点整合288

6.2.2 可调度资源与可调度性分析289

6.2.3 新能源电力系统调度模型292

6.3 新能源电力系统优化调度296

6.3.1 协调优化调度原理296

6.3.2 时间维度的协调优化298

6.3.3 空间维度的协调优化303

6.3.4 目标维度的协调优化305

6.3.5 调度资源的协调优化316

6.4 本章小结324

参考文献325

第7章 新能源电力系统稳定性建模、分析与控制方法326

7.1 新能源电力系统稳定性问题326

7.1.1 新能源电力系统稳定基本问题326

7.1.2 新能源电力系统稳定问题的特殊性328

7.1.3 实例分析331

7.2 光伏发电接入电力系统的稳定性建模与分析342

7.2.1 阻尼转矩法342

7.2.2 光伏并网系统的数学模型345

7.2.3 PV发电提供的阻尼转矩348

7.2.4 实例分析351

7.3 风电并网概率稳定性建模与分析356

7.3.1 风电并网系统的小扰动稳定概率法356

7.3.2 考虑风电场关联性的小扰动稳定性概率363

7.3.3 实例分析1（功角稳定）365

7.3.4 实例分析2（电压稳定）370

7.4 风电并网低电压穿越的功角控制方法374

7.4.1 DFIG暂态行为分析374

7.4.2 改进的FMAC策略378

7.4.3 实例分析380

7.5 本章小结385

参考文献386

第8章 新能源电力系统安全控制388

8.1 新能源电力系统安全性分析388

8.2 基于广域同步信息的新能源电力系统保护390

8.2.1 潮流转移因子的定义391

8.2.2 潮流转移识别初步判据392

8.2.3 潮流转移广域后备保护方案设计393

8.2.4 算例分析394

8.3 基于广域同步信息的新能源电力系统闭环控制397

8.3.1 基于WAMS的暂态受扰轨迹预测方法398

8.3.2 基于WAMS的电力系统稳定评估方法403

8.3.3 闭环紧急控制策略的制定410

8.3.4 闭环紧急控制的整体方案415

8.4 电力信息系统安全422

8.4.1 电力信息系统安全防御体系422

8.4.2 电力信息安全防御关键技术426

8.5 本章小结434

参考文献435

第9章 需求侧响应特性与供需协同优化436

9.1 需求侧响应的基本原理437

9.1.1 需求侧响应的概念及其经济学原理437

9.1.2 需求侧响应机制的分类及作用机理439

9.1.3 需求侧响应特性分析452

9.2 兼容需求侧资源的负荷预测方法460

9.2.1 兼容需求侧资源的负荷预测方法总体思路460

9.2.2 用户类型及其需求侧资源的界定461

9.2.3 考虑多元需求侧资源作用下的最大负荷分析464

9.2.4 算例分析467

9.3 兼容需求侧资源的供需协同优化模型471

9.3.1 引入价格响应负荷的供需协同优化模型472

9.3.2 基于机组组合的供需协同优化模型478

9.4 智能电网中需求侧响应技术490

9.4.1 智能家电技术490

9.4.2 先进计量系统491

9.4.3 远方通信技术492

9.4.4 智能控制系统494

9.4.5 技术标准及政策495

9.5 本章小结496

参考文献497

索引498