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新能源发电建模与并网仿真技术
- 作者：朱凌志 董存 陈宁
- 出版社：中国水利水电出版社
- 出版日期：2018年12月
- ISBN：978-7-5170-7219-5
- 页数：223
优惠价:
¥
33.60
定价:
¥
56.00
标签：新能源
图书详情
内容简介
本书为《新能源发电并网技术丛书》之一，从基本原理、建模方法、模型参数测试与验证和仿真实例等多个方面，对风力发电、光伏发电和光热发电等主要的新能源发电系统机电暂态建模方法进行了较为全面的介绍。本书首先简要介绍了风力发电、光伏发电、光热发电等新能源发电技术的主要原理，然后分别介绍了主流风电机组、光伏发电、光热发电的并网仿真模型以及风电场和光伏电站场站级控制系统模型，在此基础上，结合IEC及我国相关标准，介绍了新能源发电模型参数的测试及验证技术；最后，通过典型算例系统的仿真分析，对比了风电、光伏发电与常规水火电对电网安全稳定性影响方面的差异。
本书对从事新能源发电建模、并网分析及运行控制等方面研究工作的科技工作者具有一定的参考价值，也可供新能源领域的工程技术人员借鉴参考。
目录
- 丛书编委会
- 本书编委会
- 序
- 前言
- 第1章 绪论
- 1.1 我国新能源发展概况
- 1.2 新能源接入对电力系统的影响
- 1.2.1 新能源的技术特点及运行特性
- 1.特点
- 2.运行特性
- 1.2.2 对调度运行的影响
- 1.消纳问题
- 2.对系统调峰容量的影响
- 1.2.3 对安全稳定的影响
- 1.电网抗扰动能力下降
- 2.发生连锁故障的风险增加
- 3.发生次同步振荡的风险增加
- 1.3 新能源发电建模与仿真研究进展
- 1.3.1 风力发电建模的技术进展
- 1.3.2 光伏发电建模的技术进展
- 1.4 主要内容
- 参考文献
- 第2章 新能源发电技术及基本原理
- 2.1 风力发电
- 2.1.1 风电机组的构成及分类
- 2.1.1.1 风电机组的构成
- 2.1.1.2 风电机组的分类
- 1.Ⅰ型风电机组
- 2.Ⅱ型风电机组
- 3.Ⅲ型风电机组
- 4.Ⅳ型风电机组
- 2.1.2 风轮工作原理
- 2.1.2.1 风能利用系数
- 2.1.2.2 变桨距控制系统
- 2.1.2.3 传动系统
- 2.1.3 并网控制原理
- 2.1.3.1 双馈风电机组
- 2.1.3.2 直驱风电机组
- 2.2 光伏发电
- 2.2.1 光伏发电系统类型
- 2.2.1.1 并网光伏发电系统
- 1.集中式光伏发电系统
- 2.分布式光伏发电系统
- 2.2.1.2 离网光伏发电系统
- 1.无蓄电池的直流光伏发电系统
- 2.有蓄电池的直流光伏发电系统
- 3.交流光伏发电系统
- 4.交、直流混合光伏发电系统
- 2.2.2 太阳电池的工作原理
- 2.2.2.1 太阳电池类型
- 2.2.2.2 光电转换原理
- 2.2.2.3 太阳电池外特性
- 2.2.3 逆变器的工作原理
- 2.2.3.1 逆变器类型
- 1.集中式光伏逆变器
- 2.组串式光伏逆变器
- 2.2.3.2 MPPT
- 1.基于输出特性曲线的开环MPPT方法
- 2.扰动观察法
- 3.电导增量法
- 4.智能MPPT方法
- 2.2.3.3 并网控制
- 2.2.3.4 防孤岛保护
- 2.3 光热发电
- 2.3.1 光热发电的原理
- 2.3.2 光热发电的类型
- 2.3.2.1 槽式与线性菲涅尔式光热发电
- 2.3.2.2 塔式光热发电
- 2.3.2.3 碟式光热发电
- 2.3.3 光热发电系统的构成
- 2.3.3.1 聚光系统
- 2.3.3.2 集热系统
- 2.3.3.3 储热系统
- 1.熔融盐
- 2.高温混凝土
- 3.合金
- 2.3.3.4 发电系统
- 参考文献
- 第3章 风电机组建模技术
- 3.1 风电机组的模型结构
- 3.1.1 双馈风电机组
- 3.1.2 全功率永磁风电机组
- 3.2 风轮模型
- 3.2.1 转速控制系统模型
- 3.2.2 变桨控制系统模型
- 3.2.3 传动系统模型
- 3.2.3.1 单质块轴系模型
- 3.2.3.2 两质块轴系模型
- 3.3 双馈风电机组及其控制系统模型
- 3.3.1 双馈风电机组能量传递
- 3.3.2 机侧变流器控制
- 3.3.3 网侧变流器控制
- 3.3.4 故障穿越控制及保护模型
- 3.3.4.1 故障穿越要求与控制模型实现
- 3.3.4.2 保护模型实现
- 3.3.5 仿真算例
- 1.风速扰动
- 2.电网扰动
- 3.4 全功率永磁风电机组及其控制系统模型
- 3.4.1 永磁同步发电机模型
- 3.4.2 机侧变流器控制
- 3.4.3 网侧变流器控制
- 3.4.4 故障穿越控制及保护模型
- 1.有功功率不平衡控制
- 2.故障穿越控制
- 3.4.5 仿真算例
- 1.算例1：风速阶跃扰动
- 2.算例2：三相短路故障
- 3.5 风电机组的通用化模型
- 3.5.1 通用化模型研究概况
- 3.5.2 通用化模型结构
- 1.REGC_A模型
- 2.REEC_A模型
- 3.WTGT_A模型
- 4.WTGAR_A模型
- 5.WTGTRQ_A模型
- 6.WTGPT_A模型
- 3.5.3 通用化模型发展趋势
- 参考文献
- 第4章 光伏发电建模技术
- 4.1 光伏发电的模型结构
- 4.2 光伏阵列模型
- 4.2.1 光伏组件理论模型
- 4.2.2 光伏组件工程应用模型
- 4.2.3 光伏阵列等值模型
- 4.3 光伏逆变器模型
- 4.3.1 光伏逆变器典型结构及其控制
- 4.3.1.1 集中式逆变器
- 4.3.1.2 组串式逆变器
- 4.3.2 光伏逆变器的模型结构
- 4.3.3 功率控制环节
- 4.3.3.1 MPPT
- 4.3.3.2 有功功率控制
- 4.3.3.3 无功功率控制
- 4.3.3.4 无功功率输出范围
- 4.3.3.5 功率控制环节参数
- 4.3.4 故障穿越及保护控制环节
- 4.3.4.1 故障穿越控制
- 4.3.4.2 保护控制
- 4.3.4.3 故障穿越及保护环节模块参数
- 4.3.5 输出电流计算环节
- 4.4 逆变器群等值模型
- 4.4.1 潮流计算等值建模方法
- 4.4.1.1 等值机参数
- 4.4.1.2 等值箱变参数
- 4.4.1.3 等值线路参数
- 4.4.2 等值模型验证方法
- 4.4.2.1 潮流等值模型验证
- 4.4.2.2 暂态等值模型验证
- 4.4.3 光伏电站等值建模算例
- 4.4.3.1 算例系统介绍
- 4.4.3.2 潮流等值参数及仿真结果
- 4.4.3.3 暂态参数等值结果
- 参考文献
- 第5章 光热发电建模技术
- 5.1 光热发电系统的模型结构
- 5.1.1 塔式光热发电系统
- 5.1.1.1 塔式光热电站结构
- 5.1.1.2 塔式光热发电系统的模型结构
- 5.1.2 槽式光热发电系统
- 5.1.2.1 槽式光热电站结构
- 5.1.2.2 槽式光热发电系统模型结构
- 5.2 聚光集热系统模型
- 5.2.1 塔式光热发电聚光集热系统模型
- 5.2.1.1 太阳位置计算模型
- 5.2.1.2 太阳辐照度模型
- 5.2.1.3 定日镜场效率模型
- 1.余弦效率
- 2.大气透射效率
- 3.镜面反射效率
- 4.其他效率
- 5.定日镜场能量计算
- 5.2.1.4 定日镜跟踪控制模型
- 5.2.1.5 吸热器换热及控制模型
- 1.吸热器的结构及工作流程
- 2.吸热器的能量转换效率
- 3.吸热器换热机理模型
- 4.吸热器温度控制模型
- 5.2.2 槽式光热发电聚光集热系统模型
- 5.2.2.1 聚光集热场效率模型
- 1.余弦损失
- 2.入射角修正
- 3.末端损失
- 4.遮挡损失
- 5.槽式聚光器效率
- 5.2.2.2 聚光镜跟踪控制模型
- 5.2.2.3 真空集热管换热及控制模型
- 1.真空集热管换热机理模型
- 2.真空集热管温度控制模型
- 5.3 储热系统模型
- 5.3.1 储热系统的类型及结构
- 5.3.2 槽式光热发电双罐间接储热系统模型
- 5.3.2.1 蓄、放热过程
- 5.3.2.2 油盐换热器模型
- 1.油侧能量守恒方程
- 2.导热油与换热管的换热量
- 3.熔融盐侧能量守恒方程
- 4.熔融盐与换热管的换热量
- 5.换热管壁能量守恒方程
- 5.3.3 塔式光热发电双罐储热系统模型
- 5.3.3.1 蓄热过程
- 5.3.3.2 放热过程
- 5.4 蒸汽发生系统模型
- 5.4.1 蒸汽发生系统的结构
- 5.4.2 蒸汽发生系统简化建模
- 5.4.2.1 简化模型的结构
- 5.4.2.2 模型描述
- 1.蒸汽发生系统管内能量平衡
- 2.管内换热能量平衡
- 3.管外传热介质能量平衡
- 4.管外换热能量平衡
- 5.5 汽轮发电系统模型
- 5.5.1 汽轮机模型
- 5.5.2 发电机模型
- 5.6 光热电站运行特性仿真
- 5.6.1 光热电站整体仿真模型
- 5.6.2 晴天情况下光热电站的运行特性
- 5.6.2.1 储热系统不工作
- 5.6.2.2 储热系统工作
- 5.6.3 多云天气下光热电站的运行特性
- 5.6.3.1 储热系统不工作
- 5.6.3.2 储热系统工作
- 参考文献
- 第6章 新能源电站控制系统模型
- 6.1 新能源电站的典型结构
- 6.2 新能源电站并网控制要求
- 6.2.1 有功功率控制要求
- 6.2.1.1 有功功率调节能力
- 6.2.1.2 有功变化率控制
- 6.2.1.3 频率控制
- 6.2.2 无功功率控制要求
- 6.2.2.1 无功功率调节容量
- 6.2.2.2 无功功率控制模式
- 6.3 新能源电站有功功率控制
- 6.3.1 控制方案
- 6.3.2 有功功率调整量计算方法
- 1.限值模式
- 2.差值模式
- 3.调频模式
- 6.3.3 有功调整量分配方法
- 1.按额定容量平均分配
- 2.按有功功率调节裕量比例分配
- 3.部分机组优先调节
- 6.4 新能源电站无功功率控制
- 6.4.1 控制方案
- 6.4.2 无功功率调整量计算方法
- 1.定无功功率控制
- 2.定功率因数控制
- 3.定电压控制
- 4.无功功率/电压下垂控制
- 6.4.3 无功功率调整量分配方法
- 1.等功率因数分配
- 2.等无功功率比例分配
- 3.基于无功功率裕度分配
- 4.部分机组优先调节
- 6.5 新能源电站控制系统模型
- 6.5.1 控制系统建模原则
- 6.5.2 WECC的新能源电站控制系统模型
- 6.5.3 IEC的风电场控制系统模型
- 6.5.4 CEPRI的光伏电站控制系统模型
- 6.6 算例分析
- 6.6.1 风电场功率控制系统算例
- 6.6.1.1 算例系统
- 6.6.1.2 有功功率控制测试
- 6.6.1.3 无功功率控制测试
- 1.定无功功率模式
- 2.电压控制模式
- 6.6.2 光伏电站功率控制系统算例
- 6.6.2.1 算例系统模型
- 6.6.2.2 有功功率控制测试
- 6.6.2.3 无功功率控制测试
- 1.定无功功率模式
- 2.电压控制模式
- 参考文献
- 第7章 新能源发电模型参数辨识及验证技术
- 7.1 模型参数测试思路
- 7.1.1 参数获取的基本原则
- 7.1.2 数据来源
- 7.1.2.1 现场测试数据
- 7.1.2.2 实验室测试数据
- 7.1.2.3 半实物测试
- 7.1.3 试验的设计
- 7.2 试验和辨识方法
- 7.2.1 试验系统
- 1.新能源发电单元模型参数测试系统
- 2.电站控制系统模型参数测试系统
- 7.2.2 试验方法
- 1.光伏MPPT特性试验
- 2.交流侧小扰动试验
- 3.交流侧大扰动试验
- 4.有功功率控制试验
- 5.频率响应试验
- 6.无功控制试验
- 7.功率因数控制试验
- 8.电压控制试验
- 7.2.3 参数辨识方法
- 7.3 模型验证
- 7.3.1 模型验证流程
- 7.3.2 风电模型验证
- 1.标准概述
- 2.电压跌落模型验证
- 3.指令阶跃模型验证
- 7.3.3 光伏模型验证
- 1.标准概述
- 2.仿真数据与测试数据区段划分
- 3.偏差计算
- 4.评价指标
- 7.4 模型验证案例
- 7.4.1 光伏逆变器模型验证
- 7.4.2 风电机组模型验证
- 7.4.3 光伏电站控制系统模型验证
- 7.4.4 电站等值模型验证
- 参考文献
- 第8章 新能源发电并网仿真分析
- 8.1 算例系统
- 8.2 新能源电站接入电网静态特性分析
- 8.3 新能源发电并网功角稳定性分析
- 8.3.1 故障一（母线三相短路，持续0.12s）
- 8.3.2 故障二（母线三相短路，持续0.2s）
- 8.4 新能源并网的暂态电压稳定性分析
- 8.5 新能源发电并网频率调节特性分析
- 8.5.1 欠频调节特性分析
- 8.5.2 过频调节特性分析
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