本書關注電力儲能系統(tǒng)及其應用技術，凝聚了作者近年來在電力儲能、分布式發(fā)電、微電網(wǎng)及智能電網(wǎng)等領域的理論積累與實踐經(jīng)驗。全書分為3篇，第1篇為概論，面向電力系統(tǒng)的變革性發(fā)展，分析了儲能應用于系統(tǒng)調頻、調峰、可再生能源消納、輸配電阻塞管理、分布式發(fā)電與微電網(wǎng)等的作用，介紹了目前典型儲能的技術原理與應用發(fā)展態(tài)勢。第2篇重點介紹了電池和飛輪儲能的系統(tǒng)構成、電網(wǎng)接入拓撲及其控制技術，分析了復合儲能的理論基礎與控制方法，以及儲能大數(shù)據(jù)分析方法與應用。第3篇分析了基于儲能的微電網(wǎng)雙模式運行與對等控制方法，儲能應用于可再生能源發(fā)電波動平抑與調頻調壓特性改善的方法，以及基于儲能的虛擬電廠優(yōu)化調度方法。
本書旨在從電力系統(tǒng)的未來發(fā)展出發(fā)，為儲能技術和電力系統(tǒng)之間搭起一座橋梁，以適宜的儲能，更好的技術經(jīng)濟性，滿足電力系統(tǒng)的應用需求。本書可供電氣工程、新能源發(fā)電、智能電網(wǎng)等相關領域的工程技術人員，以及高等院校相關專業(yè)的師生閱讀使用。
前言
電力系統(tǒng)穩(wěn)定與高效運行的關鍵，是要處理好能量的瞬時平衡與時空協(xié)調，由于可再生能源發(fā)電的規(guī)�；尤腼@得尤為突出，而儲能則是維系這種平衡與協(xié)調的重要手段。近年來多種新型儲能技術逐步實用化，如先進抽水蓄能、新型壓縮空氣儲能、鋰離子電池、鉛碳電池、液流電池、鈉硫電池，以及飛輪儲能和超級電容器等，它們具有各自獨特的技術經(jīng)濟特點，大大豐富了電力儲能技術的內(nèi)涵，也為其應用增添了更多選擇。
目前關于儲能應用于電力系統(tǒng)的研究、示范和運營越來越多，多種儲能技術及其系統(tǒng)正在其適宜的領域不斷完善。但由于電力儲能系統(tǒng)涉及多學科和專業(yè)，如何根據(jù)不同的應用需求選擇適宜的儲能技術、設計合理的應用系統(tǒng)，并實現(xiàn)高效調控，是提高其技術經(jīng)濟性的重要保證。
本書從電力系統(tǒng)應用需求出發(fā)，介紹了典型的電力儲能技術、系統(tǒng)組成、控制架構，結合儲能在微電網(wǎng)、虛擬電廠、可再生能源發(fā)電波動平抑與調頻調壓等方面的應用，重點從系統(tǒng)設計、運行控制等方面展開分析，并給出了儲能大數(shù)據(jù)分析及應用方法。
目錄
前言
第1篇概論1
第1章儲能在電力系統(tǒng)中的作用3
11參與電力系統(tǒng)輔助服務3
12參與電力系統(tǒng)調峰5
121常規(guī)調峰手段5
122用戶側儲能調峰6
13提高可再生能源發(fā)電消納能力8
131改善可再生能源發(fā)電特性8
132通過時移消納棄風棄光9
133提高電力系統(tǒng)的供電充裕度10
14延緩輸配線路升級改造11
15分布式發(fā)電和微電網(wǎng)13
16主輔結合，展現(xiàn)儲能多重價值14
第2章主要電力儲能技術16
21抽水蓄能16
22壓縮空氣儲能17
23電化學儲能18
24飛輪儲能21
25超級電容器22
26超導儲能23
27其他24
第2篇電力儲能系統(tǒng)25
第3章電池儲能系統(tǒng)27
31電池儲能系統(tǒng)組成27
32儲能PCS主電路拓撲32
321基于△/變壓器拓撲33
322三單相變壓器組合式拓撲33
323基于直流母線分裂電容拓撲34
324三相四橋臂拓撲34
325基于級聯(lián)H橋的中高壓拓撲34
33儲能PCS控制技術35
331PCS數(shù)學模型36
332V/f控制45
333PQ控制46
334下垂控制47
目錄電力儲能技術及應用第4章飛輪儲能系統(tǒng)50
41飛輪儲能系統(tǒng)的結構50
42飛輪儲能系統(tǒng)的主電路拓撲51
421主電路拓撲51
422永磁同步電機數(shù)學模型52
423電機側控制器參數(shù)設計與穩(wěn)定性52
43飛輪儲能系統(tǒng)的運行控制55
431并網(wǎng)準備55
432并網(wǎng)運行56
433飛輪儲能實驗56
第5章復合儲能系統(tǒng)66
51復合儲能的提出66
52復合儲能系統(tǒng)模型與分析67
521復合儲能系統(tǒng)建模67
522功率能力的提高69
523內(nèi)部損耗的降低72
524運行時間的延長75
53復合儲能的控制策略76
531直接并聯(lián)復合儲能系統(tǒng)76
532通過電感器并聯(lián)復合儲能系統(tǒng)77
533有源式復合儲能系統(tǒng)78
54復合儲能應用案例81
第6章儲能系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析86
61大數(shù)據(jù)技術及其在儲能中的運用86
62儲能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析88
621鉛碳電池89
622BMS數(shù)據(jù)91
623PCS數(shù)據(jù)94
624儲能系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)特點97
63基于聚類的儲能系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方法98
631儲能大數(shù)據(jù)分析思路98
632聚類算法介紹99
64儲能大數(shù)據(jù)應用案例104
641數(shù)據(jù)預處理104
642數(shù)據(jù)清洗105
643初步統(tǒng)計107
644聚類的預處理——權重分配109
645聚類的預處理——手肘法確定聚類數(shù)112
646k-means聚類結果115
647電池健康狀態(tài)分化120
第3篇儲能在電力系統(tǒng)中的應用125
第7章儲能在微電網(wǎng)中的應用127
71微電網(wǎng)中儲能的作用和微電網(wǎng)的主要應用形態(tài)127
711微電網(wǎng)中儲能的作用128
712微電網(wǎng)的主要應用形態(tài)131
72基于儲能的微電網(wǎng)并/離網(wǎng)控制132
721并網(wǎng)運行控制133
722離網(wǎng)運行控制134
723并/離網(wǎng)切換控制142
73基于儲能的微電網(wǎng)對等控制146
731對等控制146
732改進下垂控制148
733主從下垂控制158
74微電網(wǎng)應用案例163
第8章儲能用于可再生能源波動平抑166
81風電功率波動特征及其影響分析166
811風電功率波動特征分析與建模166
812風電功率波動對系統(tǒng)頻率和電壓的影響175
813風電功率波動對系統(tǒng)低頻振蕩的影響181
82儲能平滑風電有功功率波動187
821多類型儲能平抑風電功率波動的總體架構188
822基于一階低通濾波器的儲能控制189
823基于模型預測控制的儲能控制194
第9章風儲聯(lián)合參與系統(tǒng)調頻調壓204
91風儲聯(lián)合參與系統(tǒng)調頻204
911電力系統(tǒng)調頻204
912風電機組調頻207
913儲能參與風電調頻211
914風儲聯(lián)合調頻控制212
92風儲聯(lián)合參與系統(tǒng)調壓214
921電力系統(tǒng)調壓214
922風電機組調壓216
923風儲聯(lián)合調壓控制219
93風儲聯(lián)合參與系統(tǒng)調頻調壓220
931風儲聯(lián)合調頻調壓方案220
932風儲聯(lián)合調頻調壓控制策略222
933風儲聯(lián)合調頻調壓案例224
第10章基于儲能的虛擬電廠231
101虛擬電廠概述231
102虛擬電廠資源模型234
1021可控電源模型234
1022不可控電源模型235
1023可中斷負荷模型236
1024儲能系統(tǒng)模型236
1025其他資源237
103考慮不確定性的VPP優(yōu)化調度237
1031兩階段分布魯棒優(yōu)化模型238
1032求解算法241
1033虛擬電廠案例242
參考文獻247
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