分布式发电及微电网应用技术

★从应用角度出发介绍了微电网系统的分布式能源及微电网系统结构、控制技术、保护机理、能量管理与调度，以及基于微电网架构的能源互联网技术。
★通过微电网示范工程的介绍，将理论和实践相结合， 为工程技术人员提供工程设计参考。
 

本书全面系统地介绍了分布式能源及微电网的基本概念、关键技术、相关标准、实用设计方法和原则，同时对典型工程设计实例进行了讲解和分析。全书共8章，内容包括微电网概述、微电网的构成与分类、电网的控制及运行、微电网的保护、微电网的监控与能量管理、微电网的接地、通信及其相关标准及规范、未来发展方向和微电网系统工程实例。本书内容全面、通俗易懂，对推广微电网技术将起到很好的推动作用。

编者目录
前言
第1章分布式发电
11分布式发电的基本概念
12分布式发电技术
121光伏发电技术
122风力发电技术
123生物质发电技术
124燃气轮机、内燃机、微燃机发电技术
125燃料电池发电技术
126分布式储能技术
13分布式发电与并网技术
131分布式电源接入配电网存在的问题
132分布式电源接入配电网的基本要求
133分布式发电与电能质量
134分布式电源并网规程
135分布式发电并网的控制和保护
136分布式发电并网运行时与电网的相互影响
137分布式电源电能质量的改善方法
14发展分布式发电的意义
15分布式发电研发重点与应用前景
151分布式发电技术的研究与开发的重点
152分布式电源的应用前景
16练习
参考文献
第2章微电网技术
21微电网技术概述
211微电网技术的概念
212微电网技术的特点
22微电网的国内外发展状况
221国外微电网发展状况
222国内微电网发展状况
23微电网的构成与分类
231微电网的构成
232微电网的体系结构
233微电网的运行模式
234微电网的控制模式
235微电网的接入电压等级
236微电网的分类
24微电网的控制与运行
241独立微电网三态控制
242微电网的逆变器控制
243微电网的并、离网控制
244微电网的运行
25微电网的保护策略
26练习
参考文献
第3章微电网的保护策略
31分布式电源(DG)接入类型及保护
32微电网系统保护的功能及影响
33微电网接入容量对配电网继电保护影响理论分析
34分布式电源接入对自动重合闸的影响
341自动重合闸保护
342分布式电源对自动重合闸的影响
35微电网系统继电保护的配置
36练习
参考文献
第4章微电网的监控与能量管理
41微电网的监控系统架构
42微电网监控系统组成
421光伏发电监控
422风力发电监控
423储能监控
424负荷监控
425微电网综合监控
43微电网能量管理
431微电网能量管理系统功能特点
432能量管理系统负荷控制功能
433能量管理系统的功率预测
434各类预测方法对比
435能量管理系统负荷预测
436能源管理系统的经济调度
44分布式发电及负荷的频率响应特性
45微电网的功率平衡
46从孤岛转入并网运行功率平衡控制
47练习
参考文献
第5章分布式电源并网与控制
51风力发电系统的基本结构和工作原理
511恒速恒频风力发电机组
512变速恒频风力发电机组
52现行风力发电机组并网方法综述
521异步发电机组并网
522同步发电机组并网
523双馈发电机组并网
53当前风能并网方案存在的问题
54永磁同步风力并网发电
541永磁同步风力发电机的结构特点
542同步发电机的运行原理与特性
543永磁同步风力发电机的数学模型
544风力机的输出特性
545永磁同步风力并网变换器的控制原理
55双馈异步风力并网发电
551双馈感应发电机的结构特点
552双馈感应发电机的变速恒频控制原理
553不同风速模式下的转子绕组功率流向
554双馈感应发电机励磁控制系统的结构
555双向变流器控制算法
56太阳能光伏并网发电
561光伏发电的基本原理
562光伏电池的数学模型
563光伏电池发电的功率特性
564光伏并网发电系统
57燃料电池并网发电
571燃料电池发电基本原理
572质子交换膜燃料电池的数学模型
58练习
参考文献
第6章微电网的储能系统
61储能技术原理及其分类应用
611抽水蓄能
612压缩空气储能
613飞轮储能
614超导磁储能
615超级电容器储能
616电池储能
617氢储能
618混合储能
619储能技术比较
62电池储能系统及其应用
621电池储能系统模型
622蓄电池组数学模型
623双向变流器数学模型
63练习
参考文献
第7章电力系统动态模拟
71电力系统动态模拟的特点
72电力系统主要元件模拟
73电力系统模拟方案的选择
74微电网动态模拟实验系统组成
75模拟系统的继电保护
751继电保护基本概念
752继电保护的基本任务
753电力系统对继电保护的基本要求
754继电保护的基本原理
755继电保护装置的组成
756继电保护装置元件
757输电线路保护配置
76练习
参考文献
第8章能源互联网
81全球能源发展现状
811基本概况
812能源消耗
813清洁能源
82智能电网与能源互联网
821智能电网
822全球能源互联网
83全球能源互联网综合效益
84微电网工程实践
841北京延庆分布新能源并网项目
842“渔光互补”光伏发电项目
843厦门五缘湾微电网工程
844南麂岛微电网工程
845东福山岛微电网工程
846鹿西岛微电网工程
85练习
参考文献

前言
微电网是一种集合了微电源、负荷、储能系统及控制装置的一种区域型电网结构。相比于传统的大电网建设来说，微电网是一个能够实现自我保护、控制、管理的自治系统，而且除了孤立运行，还能够实现和外部网络的连接。其主要特点是通过多个分布式电源以及对应的负载按照一定的网络拓扑方法构建新型网络，并且借助于静态开关实现和传统电网连接。因此微电网的开发以及延伸技术能够促进分布式电源以及可再生能源的大规模组网，能够实现多种能源形式的供给组织可靠性以及稳定性的提高，是当前最为有效的主动式配电网方式，同时也是传统电网向智能电网过渡的重要技术。
微电网技术有着广阔的市场前景，欧美等发达国家均已经开展了相关的技术研究，而且已经在概念验证、方案控制、运行特性等方面取得了较好的突破。近两年，随着智能电网建设的推进，微电网技术引起了业内技术人员的极大兴趣和关注，微电网自治、友好的特征为其进一步推广和应用提供了技术基础，尤其是随着微电网技术的不断发展和成熟，微电网在未来智能电网建设中的自愈、用户侧互动以及需求响应等方面的作用越来越重要。而随着新能源发电技术的广泛应用，微电网也越来越向更高电压等级、更大容量和规模发展。
本书立足于微电网技术的基本特征和编者多年来从事微电网系统关键技术研究的成果，从应用角度出发，介绍了微电网系统的分布式能源及微电网系统结构、控制技术、保护机理、能量管理与调度，以及基于微电网架构的能源互联网技术，最后通过微电网示范工程的介绍，将上述理论和实践相结合，为工程技术人员提供工程设计参考。
本书是校企合作、共同开发的成果，杭州瑞亚教育科技有限公司为本书提供了翔实的工程技术案例和实验设备，给予了大力支持。
本书由陕西工业职业技术学院的胡平和杨洪权两位博士担任主编，陕西工业职业技术学院段峻老师和广东机电职业技术学院王学奎老师担任副主编，杭州瑞亚教育科技有限公司桑宁如老师、白彬老师参与编写。长安大学电子信息工程学院电气工程系段晨东教授和张彦宁副教授、陕西工业职业技术学院季三飞老师和谭王景老师为本书提出了不少宝贵的意见和建议；在编写过程中，参考了国内外大量的微电网技术领域论文和专著，在此一并表示感谢。此外，本书部分仿真和试验图例源于编者研究的实际项目成果。
微电网技术属于学科跨度大、技术不断创新的领域，很多关键技术和路径还在不断的探索和研发过程中，限于编者自身的知识水平，书中难免存在一些疏漏之处，恳请读者指正。