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可再生能源高滲透率下的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性魯棒控制

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出版社:機(jī)械工業(yè)出版社出版時(shí)間:2019-09-01
開(kāi)本: 24cm 頁(yè)數(shù): 16,255頁(yè)
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可再生能源高滲透率下的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性魯棒控制 版權(quán)信息

可再生能源高滲透率下的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性魯棒控制 本書(shū)特色

隨著可再生能源并網(wǎng)不斷增加,光伏、風(fēng)電的利用日益增多,這給電網(wǎng)電壓控制和無(wú)功功率補(bǔ)償帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。本書(shū)重點(diǎn)介紹了風(fēng)電、光伏的大規(guī)模滲透對(duì)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響,以及使用魯棒控制技術(shù)提高穩(wěn)定裕度的效果,從而減少對(duì)電力系統(tǒng)性能的負(fù)面影響。

本書(shū)內(nèi)容包括電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性與設(shè)備模型,線性化和模態(tài)分析,利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)和柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)電壓失穩(wěn)分析,動(dòng)態(tài)負(fù)荷下的電壓穩(wěn)定控制,動(dòng)態(tài)輸電能力增強(qiáng)控制,增強(qiáng)故障穿越能力的控制,互聯(lián)電力系統(tǒng)中雙饋異步發(fā)電機(jī)(DFIG)的低電壓穿越(LVRT)能力,光伏發(fā)電單元在配電網(wǎng)中的交互等,涵蓋了提高輸配電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定裕度所涉及的內(nèi)容。

本書(shū)可作為電力系統(tǒng)工程技術(shù)人員的參考書(shū),也適合作為相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究人員、管理人員以及高校研究生的參考資料。

可再生能源高滲透率下的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性魯棒控制 內(nèi)容簡(jiǎn)介

隨著可再生能源并網(wǎng)不斷增加, 光伏、風(fēng)電的利用日益增多, 這給電網(wǎng)電壓控制和無(wú)功功率補(bǔ)償帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。本書(shū)重點(diǎn)介紹了風(fēng)電、光伏的大規(guī)模滲透對(duì)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響, 以及使用魯棒控制技術(shù)提高穩(wěn)定裕度的效果, 從而減少對(duì)電力系統(tǒng)性能的負(fù)面影響。本書(shū)內(nèi)容包括電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性與設(shè)備模型, 線性化和模態(tài)分析, 利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)和柔性交流輸電系統(tǒng) (FACTS) 設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)電壓失穩(wěn)分析, 動(dòng)態(tài)負(fù)荷下的電壓穩(wěn)定控制, 動(dòng)態(tài)輸電能力增強(qiáng)控制, 增強(qiáng)故障穿越能力的控制, 互連電力系統(tǒng)中雙饋異步發(fā)電機(jī)的低電壓穿越 (LVRT) 能力, 光伏發(fā)電單元在配電網(wǎng)中的交互等, 涵蓋了提高輸配電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定裕度所涉及的內(nèi)容。

可再生能源高滲透率下的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性魯棒控制 目錄

譯者序
原書(shū)序
本書(shū)物理量符號(hào)
本書(shū)縮略語(yǔ)
第 1章 引言 1
11 總則 1
12 背景 1
13 不同國(guó)家的可再生能源并網(wǎng) 情況 6
14 大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏發(fā)電 單元并網(wǎng)概述 7
15 風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏發(fā)電單元 控制概述 8
16 風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏發(fā)電單元 的魯棒控制 9
17 本書(shū)的貢獻(xiàn) 10
18 本書(shū)綜覽概述 11
參考文獻(xiàn) 12
第 2章 電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性與 設(shè)備模型 16
21 簡(jiǎn)介 16
22 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和電壓 穩(wěn)定性 17
23 電壓和功角失穩(wěn) 18
24 風(fēng)力發(fā)電和電力系統(tǒng) 穩(wěn)定性 18
25 電壓失穩(wěn)及其時(shí)間過(guò)程 19
26 電壓穩(wěn)定性 2
27 電壓穩(wěn)定性和非線性 20
28 電壓失穩(wěn)的主要原因 21
29 提高電壓穩(wěn)定性的方法 22
291 電壓穩(wěn)定性和勵(lì)磁 控制 22
292 電壓穩(wěn)定性和 FACTS 設(shè)備 23
210 電力系統(tǒng)設(shè)備建模 24
2101 同步發(fā)電機(jī)建模 25
2102 勵(lì)磁系統(tǒng)建模 26
2103 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 27
2104 過(guò)勵(lì)磁限制器 27
2105 負(fù)荷建模 28
2106 異步電動(dòng)機(jī)建模 29
2107 有載分接開(kāi)關(guān)建模 30
2108 風(fēng)力發(fā)電機(jī)建模 30
2109 負(fù)荷潮流表示 32
21010 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài) 模型 33
21011 轉(zhuǎn)子模型 33
21012 軸系模型 34
21013 異步發(fā)電機(jī)模型 35
21014 DFIG建模 36
21015 風(fēng)力發(fā)電機(jī)聚合模型 36
21016 光伏發(fā)電單元 建模 37
21017 FACTS設(shè)備 建模 39
21018 STATCOM模型 39
21019 SVC建模 42
21020 晶閘管控制的串聯(lián) 電容器 43
21021 儲(chǔ)能裝置 44
21022 電網(wǎng)潮流模型 44
21023 電力系統(tǒng)建模 45
211 本章小結(jié) 45
參考文獻(xiàn) 46
第 3章 線性化和模態(tài)分析 48
31 簡(jiǎn)介 48
32 傳統(tǒng)線性化 48
321 擾動(dòng)線性化 51
33 設(shè)計(jì)的線性化 51
331 中值定理 52
332 公式重構(gòu)方法 53
333 設(shè)計(jì)的技術(shù)在簡(jiǎn)單系統(tǒng) 中的應(yīng)用 55
34 電力系統(tǒng)模態(tài)分析 59
35 特征值靈敏度 61
36 參與矩陣 61
37 留數(shù) 62
38 母線參與因子、特征值和 電壓穩(wěn)定性 62
39 本章小結(jié) 63
參考文獻(xiàn) 64
第 4章 利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)和 FACTS 設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)電壓 失穩(wěn)分析 65
41 簡(jiǎn)介 65
42 案例研究 68
421 高輸入負(fù)荷區(qū) 69
422 DFIG型風(fēng)電場(chǎng)和若干 同步發(fā)電機(jī) 69
423 不同 FACTS設(shè)備之間 的交互 72
424 帶有串聯(lián)補(bǔ)償?shù)纳倭?大容量輸電線路 72
425 中間具有并聯(lián)補(bǔ)償?shù)?縱向系統(tǒng) 73
426 不同補(bǔ)償裝置的 比較 74
427 靠近負(fù)荷中心的傳統(tǒng) 發(fā)電 74
428 大型 FSWT并網(wǎng)的 影響 75
429 使用 STATCOM進(jìn)行的 FSWT并網(wǎng) 77
43 本章小結(jié) 78
參考文獻(xiàn) 79
第 5章 動(dòng)態(tài)負(fù)荷下的電壓穩(wěn)定 控制 81
51 簡(jiǎn)介 81
52 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和勵(lì)磁 控制 83
53 電力系統(tǒng)模型 84
54 測(cè)試系統(tǒng)和控制任務(wù) 86
55 線性化和不確定性建模 88
56 極小化極大 LQG控制 89
57 控制器設(shè)計(jì)和性能評(píng)估 90
571 意外事故Ⅰ:一條輸 電線路中斷 92
572 意外事故Ⅱ:三相 短路 93
573 意外事故Ⅲ:負(fù)荷突變 94
58 本章小結(jié) 96
參考文獻(xiàn) 96
第 6章 動(dòng)態(tài)輸電能力增強(qiáng) 控制 99
61 簡(jiǎn)介 99
62 電力系統(tǒng)模型 102
63 計(jì)算輸電能力的目的 103
64 限制輸電能力的因素 104
641 溫升極限 104
642 電壓極限 104
643 穩(wěn)定性極限 105
65 動(dòng)態(tài) ATC評(píng)估算法 105
66 案例研究 105
661 案例Ⅰ:發(fā)電機(jī)無(wú)功 功率限值 106
662 案例Ⅱ:動(dòng)態(tài)負(fù)荷的 影響 106
663 案例Ⅲ:故障切除時(shí) 間的影響 106
664 案例Ⅳ:靜態(tài)和動(dòng)態(tài) 補(bǔ)償?shù)挠绊?107
665 案例Ⅴ:動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置 比較 108
666 風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)對(duì) ATC 的影響 108
667 由 FSIG恢復(fù) ATC的 補(bǔ)償 110
67 分散式魯棒控制 110
68 測(cè)試系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì) 112
681 子系統(tǒng)①和② 113
682 子系統(tǒng)③ 114
69 控制器性能評(píng)估 115
691 一條輸電線路中斷 115
692 三相短路 115
693 對(duì)比所設(shè)計(jì)的 STATCOM
控制器與基于 PI的 STAT COM控制器 116
610 本章小結(jié) 119
參考文獻(xiàn) 120
第 7章 增強(qiáng)故障穿越能力的 控制 122
71 簡(jiǎn)介 122
72 風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的規(guī)范 要求 126
721 故障穿越 127
722 功率 -頻率變化 127
723 頻率控制 127
724 無(wú)功功率調(diào)節(jié)能力 127
725 電壓控制 127
73 風(fēng)力機(jī)的故障穿越方案 127
74 臨界切除時(shí)間和臨界 電壓 129
75 具有非結(jié)構(gòu)化不確定性的 魯棒 STATCOM控制 130
751 測(cè)試系統(tǒng) 131
752 線性化和不確定性 建模 132
753 極小化極大 LQGSTATCOM 控制器 133
754 案例研究 135
755 控制設(shè)計(jì)算法和性能 評(píng)估 138
76 同步 STATCOM和槳距角 控制 140
761 控制器性能評(píng)估 144
77 具有結(jié)構(gòu)不確定性的風(fēng)電 場(chǎng) STATCOM控制器 148
771 測(cè)試系統(tǒng)和控制 工作 149
772 STATCOM控制 策略 150
773 線性化和不確定性 建模 151
774 STATCOM控制器 設(shè)計(jì) 153
775 控制器設(shè)計(jì)算法 154
776 控制器性能評(píng)估 155
777 低電壓期間的 穩(wěn)定性 155
778 風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)風(fēng)速 變化的響應(yīng) 157
78 分散式 STATCOM/ESS 控制器 159
781 測(cè)試系統(tǒng)和控制 工作 160
782 問(wèn)題描述 162
783 使用秩約束 LMI的分 散式控制器設(shè)計(jì) 163
784 控制器設(shè)計(jì)算法 167
785 控制器性能評(píng)估 168
786 電壓的升高和暫態(tài)穩(wěn) 定裕度 169
787 低電壓期間的有功和 無(wú)功輸出功率 171
788 與標(biāo)準(zhǔn) LVRT要求的 比較 172
789 不同運(yùn)行條件下的 性能 172
7810 添加超級(jí)電容器的 影響 172
79 本章小結(jié) 175
參考文獻(xiàn) 175
第 8章 互聯(lián)電力系統(tǒng)中雙饋 異步發(fā)電機(jī)的低電壓穿越能力 179
81 簡(jiǎn)介 179
82 電力系統(tǒng)模型 180
83 測(cè)試系統(tǒng)和控制工作 182
84 問(wèn)題描述 186
85 使用秩約束 LMI的分散式 控制設(shè)計(jì) 189
86 控制設(shè)計(jì)算法 190
87 控制器性能評(píng)估 191
871 電壓的升高和暫態(tài)穩(wěn) 定裕度 192
872 魯棒 LQ和 PI控制器 的比較 192
873 在風(fēng)電場(chǎng)附近的嚴(yán)重 低阻抗故障 194
874 對(duì)比低電壓穿越 標(biāo)準(zhǔn) 195
875 風(fēng)力機(jī)對(duì)風(fēng)速變化的 響應(yīng) 195
876 不同運(yùn)行條件下的 魯棒性 198
877 多個(gè)雙饋異步發(fā)電機(jī)控制 器之間的動(dòng)態(tài)交互 198
878 不對(duì)稱(chēng)故障 199
88 結(jié)論 200
參考文獻(xiàn) 201
第 9章 光伏發(fā)電單元在配電網(wǎng) 中的交互 204
91 簡(jiǎn)介 204
92 光伏系統(tǒng)模型 205
93 案例研究 208
931 小信號(hào)分析 210
932 基于正規(guī)形理論的交 互指標(biāo) 211
933 時(shí)域仿真 213
94 用于非交互控制的問(wèn)題 描述 213
95 光伏控制設(shè)計(jì) 214
96 控制設(shè)計(jì)算法和性能 評(píng)估 216
961 三相故障 218
962 連接的負(fù)荷突然 變化 218
963 參考點(diǎn)變化 220
964 光照急劇變化 220
97 結(jié)論 222
參考文獻(xiàn) 222
第 10章 結(jié)論 224
101 未來(lái)研究方向 226
第 11章 附錄 227
111 附錄Ⅰ:具有大型異步
電動(dòng)機(jī)的單機(jī)無(wú)窮大容
量母線系統(tǒng)的潮流和動(dòng)
態(tài)數(shù)據(jù) 227
112 附錄Ⅱ:異步電動(dòng)機(jī)方程到 通用坐標(biāo)系的變換 227
113 附錄Ⅲ:用于勵(lì)磁控制 設(shè)計(jì)的 的表達(dá)式 228
114 附錄Ⅳ:3機(jī) 2區(qū)測(cè)試系 統(tǒng)的潮流和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 230
115 附錄Ⅴ:?jiǎn)我伙L(fēng)電場(chǎng)無(wú)
窮大容量母線測(cè)試系統(tǒng)
潮流和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 232
116 附錄Ⅵ:具有非結(jié)構(gòu)不
確定性表示的 STATCOM控
制器的 表達(dá)式 233
117 附錄Ⅶ:同步 STATCOM
和槳距角控制的 和 ψ
表達(dá)式設(shè)計(jì) 234
118 附錄Ⅷ:具有結(jié)構(gòu)不確定
性表示的 STATCOM控制
設(shè)計(jì)的 和 ψ表達(dá)式 237
119 附錄Ⅸ:分散式 STATCOM/
ESS控制設(shè)計(jì)的 和 ψ
表達(dá)式 242
1110 附錄Ⅹ:16機(jī) 5區(qū)測(cè)試
系統(tǒng)的潮流和動(dòng)態(tài)
數(shù)據(jù) 248
1111 附錄Ⅺ:10機(jī)新英格蘭系 統(tǒng)的潮流和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 253


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