交直流混合微电网已广泛用于解决高海拔、海岛、偏远、无电等地区的用电供能难题，能实现高比例新能源友好接入与用户侧高可靠供电，将是新型电力系统的重要组成部分。本书旨在介绍团队近年来在交直流混合微电网稳定控制和优化运行方面的创新工作，以期推动相关技术发展与工程应用。全书按照交直流混合微电网的稳定控制与优化运行两大问题展开，其中在稳定控制方面，又分别从交流侧电压和频率稳定与控制、直流侧电压稳定与控制，以及交直流柔性互联功率协调控制三方面所面临的问题和解决方法展开论述。
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“微电网与智慧能源丛书”序
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 典型拓扑结构 2
1.2.1 交流耦合型拓扑 2
1.2.2 直流耦合型拓扑 3
1.2.3 交直流耦合型拓扑 4
1.3 稳定控制研究现状 5
1.3.1 交流电压/频率构建与稳定控制 5
1.3.2 直流微电网宽频振荡机理分析 8
1.3.3 交直流混合微电网柔性互联与协调控制 11
1.4 优化运行研究现状 15
参考文献 16
第2章 三相四线制储能变流器并联组网 21
2.1 多储能变流器并联协调控制框架 21
2.1.1 两级式三电平储能变流器 21
2.1.2 储能变流器并联及分层控制框架 23
2.2 储能变流器P-f和Q-U下垂控制 24
2.2.1 基于分序虚拟阻抗的P-f和Q-U下垂控制 24
2.2.2 分序虚拟阻抗对并联控制性能的影响分析 27
2.3 微电网三相电压平衡与恢复控制 38
2.3.1 三相电压不平衡补偿控制 39
2.3.2 关键控制参数的影响分析 40
2.4 仿真与实验验证 42
2.4.1 仿真验证 42
2.4.2 实验验证 46
2.5 本章小结 48
参考文献 49
第3章 低惯量交直流混合微电网暂态功率平衡 50
3.1 概述 50
3.2 低惯量交直流混合微电网结构 50
3.3 交流频率-直流电压动态一致性控制 52
3.4 建模与关键参数影响分析 53
3.4.1 系统数学模型 53
3.4.2 关键参数对系统动态性能的影响 55
3.4.3 柴发退出时分布式储能的稳态功率分配 58
3.5 仿真验证 59
3.5.1 仿真工况1 60
3.5.2 仿真工况2 62
3.5.3 仿真工况3 62
3.5.4 仿真工况4 63
3.6 本章小结 64
参考文献 64
第4章 柴储微电网虚拟惯量和阻尼系数可行域 66
4.1 柴储微电网与储能虚拟同步发电机控制 66
4.2 虚拟惯量和阻尼系数可行域分析 68
4.2.1 柴储微电网频率稳定性分析模型 68
4.2.2 虚拟惯量和阻尼系数可行域构建 71
4.2.3 仿真验证 78
4.3 振荡机理分析及抑制 86
4.3.1 等效数学模型 86
4.3.2 振荡机理及抑制策略 88
4.3.3 仿真分析 90
4.4 实验验证 90
4.5 本章小结 93
参考文献 94
第5章 直流微电网宽频振荡机理 95
5.1 概述 95
5.2 小扰动稳定问题的基本分析方法 95
5.2.1 基于详细状态空间模型的分析方法 96
5.2.2 基于详细阻抗模型的分析方法 97
5.3 由直流电压控制主导的低频动态机理 100
5.3.1 系统介绍 100
5.3.2 降阶建模 102
5.3.3 理论分析 106
5.3.4 实验验证 110
5.4 由电磁振荡回路主导的高频振荡稳定机理 113
5.4.1 系统介绍 113
5.4.2 降阶建模 114
5.4.3 理论分析 118
5.4.4 实验验证 125
5.5 本章小结 129
参考文献 129
第6章 直流微电网高频振荡稳定性提升 132
6.1 直流微电网小信号稳定性分析模型 132
6.1.1 直流微电网基本结构 132
6.1.2 直流微电网小信号建模 133
6.2 直流微电网稳定性分析 137
6.2.1 关键参数影响分析 138
6.2.2 仿真验证 140
6.2.3 实验验证 145
6.3 高频振荡有源阻尼 150
6.3.1 基于低通滤波的有源阻尼方法 150
6.3.2 仿真与实验验证 152
6.4 直流电压鲁棒下垂控制 154
6.4.1 理论分析 154
6.4.2 仿真与实验验证 159
6.5 本章小结 162
参考文献 162
第7章 交直流混合微电网互联DC-AC变流器多模式统一控制 164
7.1 互联DC-AC变流器控制功能需求分析 164
7.2 互联DC-AC变流器多模式统一控制 166
7.2.1 基本控制结构 167
7.2.2 交直流混合微电网互联功率自治控制模式 170
7.2.3 直流微电网支撑交流微电网控制模式 172
7.2.4 交流微电网支撑直流微电网控制模式 174
7.3 仿真验证 175
7.3.1 仿真系统描述 175
7.3.2 仿真分析 179
7.4 实验验证 183
7.4.1 实验平台描述 183
7.4.2 实验分析 183
7.5 本章小结 187
参考文献 187
第8章 交直流混合微电网柔性互联与多模式统一控制 189
8.1 概述 189
8.2 柔性互联交直流混合微电网多模式统一控制 189
8.2.1 系统介绍 189
8.2.2 多模式统一控制技术 192
8.2.3 仿真验证 197
8.3 基于共母线的交直流混合微电网多模式统一控制 204
8.3.1 离网型交直流混合微电网多模式统一控制 204
8.3.2 并网型交直流混合微电网多模式统一控制 227
8.4 本章小结 242
参考文献 242
第9章 柔性互联微电网分布式优化调度 244
9.1 概述 244
9.2 柔性互联微电网分布式优化模型 244
9.2.1 柔性互联微电网架构 244
9.2.2 分布式优化建模 245
9.3 模型求解方法 249
9.3.1 交替方向乘子法 249
9.3.2 分布式协调优化求解流程 251
9.4 仿真案例 252
9.5 本章小结 258
参考文献 258
第10章 氢能直流微电网多时间尺度优化调度 259
10.1 概述 259
10.2 氢能直流微电网跨时间尺度源荷匹配及能量优化 259
10.2.1 氢能直流微电网架构 259
10.2.2 源荷功率/能量匹配及多目标优化 260
10.2.3 求解方法 263
10.3 氢能微电网并网随机优化调度方法 264
10.3.1 场景生成及削减 264
10.3.2 日前随机优化 265
10.4 氢能微电网离网长周期滚动优化 269
10.4.1 离网风险评估 270
10.4.2 离网滚动优化 272
10.5 仿真案例 275
10.5.1 并网运行优化调度 276
10.5.2 计及非计划离网风险的运行优化调度 280
10.5.3 离网滚动优化调度 285
10.6 本章小结 288
参考文献 288
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