可再生能源集成 挑战与解决方案

《可再生能源集成 挑战与解决方案》针对可再生能源集成技术提出可再生能源一体化的潜在问题，并给出有效以及创新的解决方案，旨在对新能源领域的相关研究工作进行总结，以期推动可再生能源一体化的发展。针对分布式发电装机容量高速增长和规模化接入，微电网成为关联传统电网和分布式发电的桥梁和纽带，并对提高分布式电源供电可靠性和充分消纳起到关键支撑作用。但是如何规划设计以满足微电网的适应性，克服间歇性不可控能源以及柔性负荷对微电网系统的影响，完成系统的先进能效管理策略等关键性技术都亟待解决。本书从可再生能源投资决策、智能电网实际运行问题、可再生能源电力电子系统稳定性分析和控制，以及系统集成方法和保护控制等方面进行了详细的阐述。

原书前言
第1章绿色能源及其技术的
选择111引言1
12决策过程的复杂性1
121表决2
122成本效益3
123回报矩阵分析4
124加权评分4
125数学优化5
126效用函数5
127经济模型5
128仿真模型6
129多属性效用分析6
1210系统动态模型6
13如何做出决定6
14工程决策分析7
15决策支持系统7
151实物期权理论方法8
152系统规划方法中的权衡9
153多准则分析法10
16社会挑战12
17结论12
参考文献13
第2章并网准则：目标与
挑战1521引言15
22并网准则的规范17
221规划准则18
222连接准则21
223操作准则24
224数据通信准则26
225平衡准则26
23并网挑战27
24可再生能源的集成和并网
运行27
25并网准则与传统发电方案29
26并网准则和核能发电30
27结论31
参考文献32
第3章故障穿越标准的发展33
31引言33
32新西兰的FRT标准制定35
33基本考虑思路36
331系统特点36
332保护问题37
333技术37
334频率穿越40
335国际惯例40
34方法和假设41
341负荷建模的假设42
342附加控制器43
343负荷和发电场景43
344可信的突发事件43
345保护性能43
35分析及结果44
351测试案例研究44
352新西兰LVRT的总结和
比较47
353最终提出了FRT极限48
36合规性测试49
37建议和未来方向49
38结论49
附录A50
附录B51
参考文献53
第4章低压配电网中屋顶光伏发
电高渗透率问题：电压的
不平衡及其改进5541引言55
42低压配电网中的电压不平衡56
421电网结构57
422功率分析58
423灵敏度分析58
424随机评估59
43灵敏度和随机分析结果60
431单一光伏发电系统在电压不
平衡情况下的灵敏度分析61
432电压不平衡的随机评估64
44用户电力设备对电压不平衡的
改善67
441配电网静止同步补偿器67
442动态电压恢复器68
45CPD的应用：稳态结果69
451标称情况69
452配电网静止同步补偿器的
应用69
453动态电压恢复器的应用71
454随机分析结果71
46CPD的应用：动态特性73
461配电网静止同步补偿器的
应用73
462DVR的应用74
47结论75
附录A76
附录B76
参考文献77
第5章采用不同MPPT控制器的
并网太阳能光伏系统的性
能评估7951引言79
52三相太阳能光伏发电系统81
53太阳能光伏电池82
54DC-DC升压变换器和MPPT
算法83
541开路电压比例法84
542短路电流比例法85
543扰动观察法85
544电导增量法85
545模糊逻辑控制法87
546人工神经网络88
547遗传算法88
55太阳能光伏系统并网三相逆
变器88
56太阳能光伏系统电力电子变换器的
功率损耗和结温估计90
57热模型91
58基于自适应神经模糊推理系统的
控制器92
59性能比较96
510结论99
参考文献99
第6章基于遗传算法和最优潮流
的风力发电机最优选址与
定容10261引言102
611动机和方法102
612文献综述和贡献104
613章节组成104
62模型特性104
621随时间变化的负荷需求和
风力发电的建模104
622 所提出方法的结构106
623 仿真程序107
63遗传算法实现107
64配电网运营商收购市场配置108
641约束条件109
642可调度负荷的建模110
643约束成本变量公式110
644步进控制的原始-对偶内
点法111
65测试系统描述112
651从配电网运营商的角度计算
风电机组的报价114
66案例研究与仿真结果114
67结论118
参考文献118
第7章风力发电系统的潮流分析
和无功功率补偿12071引言120
72异步发电机稳态模型121
73风力机连接122
74潮流分析122
741潮流分析顺序法123
742潮流分析同步法124
743潮流分析同步法和顺序法的
收敛特性125
75强化电网125
76无功功率补偿128
761并联补偿129
762串联补偿131
763串并联补偿133
77结论135
附录A137
附录B138
参考文献139
第8章可变速风力发电机对美国
东部互联网络频率调节和
振荡阻尼的贡献14181引言141
82可变速风力发电机的快速有功
功率控制技术142
83电力系统和变速风力发电机
模型143
831风力发电机模型143
832电力系统模型143
833仿真场景建设144
84变速风力发电机对EI频率调节的
贡献145
841风力惯性控制145
842风力调速控制145
843风力AGC146
844案例分析:发电之旅146
845案例分析：减负荷148
846风力发电机频率调节控制的
影片展示149
847讨论150
85变速风力发电机对EI振荡阻尼的
贡献151
851风力PSS控制151
852利用本地反馈信号的振荡
阻尼151
853使用广域反馈信号的区域间
振荡阻尼152
854使用广域反馈信号协调区域
间振荡阻尼154
855广域风力发电机控制区域
间振荡阻尼的影片展示154
86结论156
参考文献156
第9章

近年来世界各国对环境保护和可持续发展问题的担忧和关注，导致对清洁能源技术越来越迫切的需要。一些潜在的解决方案已经开始发展并得到验证，通过使用间歇性可再生能源（Renewable Energy Source，RES）可以提高能源效率，从而节约能源，减少化石燃料的使用以及增加环境友好型能源的供应。这些可再生能源就近通过配电网与负荷连接，以减少传输损耗并延迟传输系统的升级。但可再生能源接入引起了一系列的新问题，这些问题是由微源的间歇性和接口设备的动态性造成的。因此，研究可再生能源集成的潜在挑战，并找出有效和创新的解决方案至关重要。本书包括从目前的可再生能源集成趋势到当前智能电网发展的多个不同方面。《可再生能源集成 挑战与解决方案》的第1章将讨论绿色能源的重要性，共分为两部分：①描述关于一般决策过程的现有知识，其次是关于如今决策的批判性观点;②对使用实物期权理论、多准则决策分析和多准则成本效益分析的三种增强型方法进行回顾，这些方法结合政策和后泛欧观点，从个人或投资角度应用于可再生能源决策中。第2章将讨论很多方面的问题，如电网规范的分类和技术参数，以及在传统电厂中使用的电网规范与标准之间存在的异常。第3章将介绍满足电网规范的故障穿越准则，以及在新西兰电力系统上的测试。第4章将介绍电压不平衡灵敏度分析，根据住宅低压配电网中单相并网屋顶光伏系统的等级和位置介绍基于蒙特卡洛方法的随机评估方法。此外，第5章将对采用不同最大功率点跟踪技术的并网光伏系统性能评估进行比较和研究。可再生能源一体化中最重要的任务之一是确定可再生能源的最佳规模和位置，在第6章中将对此进行介绍，其中将风能视为可再生能源。在确定了最佳规模和位置之后，有必要对可再生能源的特性和风能转换系统（Wind Energy Conversion System，WECS）的稳态特性进行研究，第7章将介绍该部分内容，可以看出，风能转换系统会影响电力系统的性能。第8章将详细介绍变速风力发电机对频率调节和振荡阻尼的影响。电力系统的性能受可再生能源渗透率的影响，第9章将讨论中低压配电网的一些电能管理方法。为实现系统的稳定、可靠运行，需要将可再生能源的负面影响降到最低。紧紧围绕这一点，本书的第10章和第11章将提出一种新的控制方法，其中包括对配电网中插电式混合动力汽车这一新负荷的研究。在第12章和第13章将分别讨论紧急情况下可再生能源的协调和融合。由于成本问题是电力系统运行的一个重要问题，因此在第14章将介绍对住宅应用方面的研究。可再生能源一体化的最新趋势是电力系统以一种更智能的方式运行，第15章将介绍具有自愈能力的互联智能电网，第16章将介绍基于智能体模式下智能电网的保护和安全性。在最后两章（第17章和第18章）中，将从网络攻击和可再生能源集成的角度进行复杂智能电网的脆弱性分析。