随着风能、太阳能等新能源电力在电力系统中比重的增加，传统电力系统的结构特性、运行控制方式将产生根本性的变革，从而形成新能源电力系统。本书旨在总结新能源电力系统国家重点实验室在系统建模与控制方面取得的研究成果，为推进新能源电力系统相关理论与技术研究提供一定的基础与思路。本书第1章概述了新能源电力的发展现状与趋势，提出了新能源电力系统的概念；第2章讨论了风力发电的建模与控制问题；第3章分析了太阳能发电的建模与控制理论；第4章阐述了火力发电的快速深度变负荷控制模型与策略；第5章针对多源互补问题讨论了不同发电过程的特性以及互补机制；第6章讨论了新能源电力系统的优化调度问题；第7章和第8章分别讨论新能源电力系统特性、稳定控制以及安全控制问题；第9章探讨了需求侧响应特性与供需协同机制。
样章试读
目录
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序
前言
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 凤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 气功系统 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 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 民/民变换器 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 媒质在线监测 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 风火一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 阻厄转矩法 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 需求侧晌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 引人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
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