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微电网等效建模理论与方法

作者:蔡昌春
出版社:电子工业出版社出版时间:2020-10-01
开本: 其他 页数: 180
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微电网等效建模理论与方法 版权信息

微电网等效建模理论与方法 本书特色

本书通过分析微电网内部元件的详细模型出发,分析分布式电源及其控制系统模型以及其在为电网系统中的控制策略,研究基于微电网总体外部特性的微电网动态等效建模理论与方法,包括机理方法和非机理方法。研究成果能够为未来电力系统暂态潮流分析、安全稳定分析、实时控制及智能配电网重构等问题中关于微电网模型问题提供重要的理论支撑。

微电网等效建模理论与方法 内容简介

本书主要内容分为三部分:部分主要介绍微电网发展相关理论基础,主要由分布式电源及其控制系统建模:包括风、光、储、荷等微电网内部元件模型结构、运行特性;第二部分主要介绍基于机理模型的微电网等效建模,包括微电网整体等效简化方法和微电网等效模型及其参数辨识;第三部分主要介绍基于非机理模型的微电网等效建模,包括神经网络建模方法、特征模型建模方法等。

微电网等效建模理论与方法 目录

第 1 章 绪论????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1.1 引言??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1.2 微电网发展概述????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2
1.2.1 国外微电网技术的发展 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2
1.2.2 国内微电网技术的发展 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6
1.3 微电网建模研究概述????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9
1.3.1 微电网建模难点????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9
1.3.2 微电网建模趋势????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11
参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12
第 2 章 微电网建模理论与方法??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14
2.1 引言??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14
2.2 微电网元件模型????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14
2.2.1 风力发电系统????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14
2.2.2 光伏发电系统????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19
2.2.3 燃气轮机发电系统????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21
2.2.4 储能系统????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23
2.2.5 负荷 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24
2.3 微电网建模相关理论????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27
2.3.1 可辨识性分析定义????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27
2.3.2 可辨识性分析方法????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29
参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33
第 3 章 微电网元件频率特性建模 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36
3.1 引言??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36
3.2 考虑频率特性的感应电机模型??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36
3.2.1 Park 模型 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36
3.2.2 等效模型????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41
3.2.3 算例分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43
3.3 微电网负荷频率建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????49
3.3.1 考虑频率特性的负荷模型 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????50
3.3.2 负荷模型的参数辨识 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????50
3.3.3 算例分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????53
参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????56
第 4 章 微电网并网等效建模的化简方法????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????58
4.1 引言??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????58
4.2 微电网系统及其仿真????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????58
4.2.1 微电网系统????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????58
4.2.2 仿真分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????59
4.3 微电网等效化简????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????65
4.3.1 网络化简????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????65
4.3.2 元件参数化简????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????67 ??VII.
4.4 算例分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????76
参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????81
第 5 章 基于物理模型的微电网等效建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83
5.1 引言??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83
5.2 微电网并网机理等效模型 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83
5.2.1 等效电机元件????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????85
5.2.2 等效静态元件????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????89
5.2.3 微电网等效模型????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????89
5.3 微电网等效模型参数辨识 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????91
5.3.1 模型参数????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????91
5.3.2 励磁电压等效????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????92
5.3.3 参数辨识????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????93
5.4 算例分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????99
5.4.1 参数灵敏度分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????99
5.4.2 模型参数辨识????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????105
参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????109
第 6 章 人工神经网络的微电网等效建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????110
6.1 引言??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????110
6.2 人工神经网络????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????110
6.2.1 人工神经网络概念????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????110
6.2.2 RBF 人工神经网络??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.111
6.3 RBF 人工神经网络的微电网等效建模 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????113
6.3.1 RBF 人工神经网络微电网等效模型??????????????????????????????????????????????????????????????????????114
6.3.2 RBF 人工神经网络微电网等效建模过程??????????????????????????????????????????????????????115
6.3.3 算例分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????116
6.4 模糊 RBF 人工神经网络的微电网建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????122
6.4.1 模糊 RBF 人工神经网络概念??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????122
6.4.2 改进细菌觅食算法????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????123
6.4.3 建模过程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????125
6.4.4 算例分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????128
参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????133
第 7 章 基于 LSTM 神经网络的微电网等效建模 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????135
7.1 引言??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????135
7.2 LSTM 神经网络????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????136
7.2.1 LSTM 神经网络结构??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????136
7.2.2 LSTM 神经网络计算过程??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????137
7.3 微电网等效建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????140
7.3.1 等效建模过程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????140
7.3.2 神经网络训练????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????141
7.4 微电网运行的多场景划分 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????143
7.4.1 基于马尔可夫链的场景划分??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????143
7.4.2 基于 K-means 聚类的场景消减 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????144
7.5 仿真算例 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????146
7.5.1 微电网运行场景构建 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????146
7.5.2 不同场景下微电网等效建模??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????152
参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????156
第 8 章 基于特征模型的微电网等效建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????157
8.1 引言??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????157
8.2 系统特征建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????157
8.2.1 系统特征模型????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????159
8.2.2 模型系数????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????160
8.2.3 基于多变量系统的特征模型??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????161
8.3 微电网等效建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????162
8.3.1 微电网系统模型????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????162
8.3.2 微电网特征建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????163
8.3.3 等效模型参数辨识????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????165
8.4 算例分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????166
8.4.1 测量数据采集????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????166
8.4.2 特征建模过程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????167
参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????169

展开全部

微电网等效建模理论与方法 作者简介

蔡昌春,男,博士,副教授。1981年6月19日生于浙江乐清。分别于2003年6月、2007年4月、2012年6月在河海大学获得本科、硕士、博士学位。2016―2017年在美国田纳西大学美国能源局大电网研究中心访问。长期从事分布式发电系统建模、微电网运行控制、智慧能源、能源互联网等方面研究,参加国家863、973、自然科学基金等科研项目,申请发明专利10多项,授权6项,获授权实用新型专利6项。

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