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第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2微电网结构特征 3

1.2.1直流与交流微电网 3

1.2.2简单与复杂结构微电网 5

1.2.3微电网电压等级及规模 6

1.3微电网相关技术问题 8

1.4微电网与智能配电系统 10

参考文献 11

第2章 分布式发电系统模型 13

2.1引言 13

2.2光伏发电系统 14

2.2.1数学模型 14

2.2.2输出特性与最大功率点跟踪算法 16

2.2.3光伏并网发电系统 20

2.3燃料电池发电系统 27

2.3.1短期动态模型 27

2.3.2中期动态模型 32

2.3.3长期动态模型 35

2.3.4燃料电池并网系统 37

2.3.5模型适应性分析 38

2.4风力发电系统 44

2.4.1风力发电系统典型形式 45

2.4.2恒频/恒速风力发电系统模型 48

2.4.3双馈风力发电系统模型 53

2.4.4直驱风力发电系统模型 62

2.5微型燃气轮机发电系统 66

2.5.1单轴结构微型燃气轮机发电系统 67

2.5.2分轴结构微型燃气轮机发电系统 75

2.6飞轮储能系统 77

2.6.1飞轮储能系统结构 77

2.6.2飞轮储能系统储能量及工作模式 78

2.6.3飞轮储能控制系统 82

2.7超级电容器储能系统 92

2.7.1超级电容器工作原理 92

2.7.2超级电容器等效电路 92

2.7.3超级电容器控制系统 95

2.8蓄电池储能系统 100

2.8.1蓄电池基本概念 101

2.8.2蓄电池等效电路模型 104

2.8.3蓄电池储能控制系统 109

参考文献 114

第3章 微电网运行控制 119

3.1微电网控制模式 119

3.1.1主从控制模式 119

3.1.2对等控制模式 120

3.1.3分层控制模式 122

3.2分布式电源并网逆变器控制 123

3.2.1并网逆变器及其拓扑结构 124

3.2.2并网逆变器主电路 126

3.2.3逆变器控制方法 130

3.3基于对等控制的微电网控制器设计举例 141

3.3.1 PQ控制器设计 142

3.3.2 Droop控制器设计 142

3.3.3算例系统 145

3.4基于主从控制的微电网运行模式平滑切换 150

3.4.1主从控制微电网系统结构 150

3.4.2微电网运行模式平滑切换控制策略 150

3.4.3算例分析 156

参考文献 161

第4章 微电网稳态分析 165

4.1常规元件稳态模型 165

4.1.1变压器模型 165

4.1.2线路模型 167

4.1.3负荷模型 168

4.2配电网潮流算法 169

4.2.1 Zbus高斯算法 169

4.2.2牛顿法 170

4.2.3近似牛顿法 172

4.2.4前推回推法 173

4.3电力电子变换器稳态模型 174

4.3.1 PWM换流器稳态方程 175

4.3.2 PWM换流器节点类型 177

4.3.3 DC/DC变换器态模型 178

4.4微电网交直流混合潮流算法 179

4.4.1微电网节点电压方程 179

4.4.2微电网节点及支路编号 181

4.4.3分布式电源节点处理方法 182

4.4.4算法流程 187

4.4.5算例分析 189

4.5微电网短路电流计算 192

4.5.1分布式电源处理方法 193

4.5.2故障模拟 197

4.5.3短路冲击电流和短路容量值 197

4.5.4算例分析 198

参考文献 201

第5章 微电网电磁暂态仿真 203

5.1引言 203

5.2电磁暂态仿真基本方法 204

5.2.1方法概要 204

5.2.2仿真算法分析比较 206

5.2.3电磁暂态仿真的初始化 211

5.3电磁暂态仿真中的模型描述 211

5.3.1建模方法 211

5.3.2电气系统内置模型实现 212

5.3.3控制系统组合模型实现 216

5.4交流电机模型 220

5.4.1 dq0坐标系下交流电机模型 221

5.4.2三相自然坐标系下交流电机模型 228

5.5微电网电磁暂态仿真方法 233

5.5.1基于增广改进节点方程的电气系统建模 233

5.5.2适于电力电子电路仿真的插值算法 235

5.5.3基于牛顿法的控制系统建模与改进 239

5.5.4基于自动微分的电磁暂态仿真建模方法 241

5.5.5电磁暂态仿真并行计算方法 248

5.6算例实现与仿真验证 251

5.6.1燃料电池发电算例系统 251

5.6.2微型燃气轮机发电算例系统 252

5.6.3光伏发电算例系统 255

5.6.4低压微电网算例 259

5.7电力电子装置典型模型适应性分析 267

5.7.1模型典型描述形式 267

5.7.2模型适应性分析 271

参考文献 275

第6章 微电网暂态稳定性仿真 282

6.1引言 282

6.2并网元件与网络接口 283

6.3电力电子换流装置准稳态模型 288

6.3.1基本模型 288

6.3.2通用化模型设计 290

6.4暂态稳定性仿真基本算法 296

6.4.1显式交替求解算法 297

6.4.2隐式联立求解算法 297

6.4.3隐式交替求解算法 298

6.5基于数值微分求导的隐式求解算法 299

6.5.1数值微分算法及应用 300

6.5.2算法模型变结构适应性分析 301

6.5.3改进的隐式交替求解算法流程 302

6.6网式链表-双层算法结构及应用 303

6.6.1网式链表的基本原理 304

6.6.2双层算法描述 309

6.7显式-隐式混合积分算法 314

6.8仿真初值计算方法 316

6.9仿真算例分析 322

参考文献 327

第7章 微电网小扰动稳定性分析 330

7.1微电网小扰动稳定性分析 330

7.1.1微电网状态矩阵形成 330

7.1.2微电网特征值和特征向量计算 331

7.2基于矩阵摄动理论的特征解分析 331

7.3微电网状态矩阵摄动分析 335

7.3.1状态矩阵参数摄动描述 335

7.3.2孤立特征值特征解灵敏度计算 336

7.3.3重特征值特征解灵敏度计算 337

7.3.4算例分析 339

7.4微电网并网逆变器Droop参数协调优化 342

7.4.1 Droop系数摄动矩阵分析 343

7.4.2协调优化目标函数及算法流程 345

7.4.3算例分析 348

参考文献 357

附录A 变量坐标变换 360

附录B1 微电网算例系统1 365

参考文献 366

附录B2 微电网算例系统2 367

参考文献 369

附录C 算例参数 370