直流配電網分散自治控制

目錄
叢書編委會
“微電網與智慧能源叢書”序
前言
第1章 直流配電網概述 1
1.1 直流配電發(fā)展背景 1
1.2 直流配電網供電方式 2
1.2.1 直流供電基本類型 2
1.2.2 直流供電網架結構 4
1.2.3 直流電壓等級 4
1.3 直流配電關鍵技術 5
1.3.1 直流配電互聯設備 5
1.3.2 直流保護與控制 7
1.3.3 直流配電系統運行控制技術 7
1.3.4 直流配電能量管理技術 8
1.3.5 直流配電電能質量控制技術 9
1.4 本書的主要內容 9
參考文獻 12
第2章 直流電源及負荷建模 14
2.1 直流電源模型 14
2.1.1 光伏直流接入 14
2.1.2 風機直流并網 17
2.1.3 燃料電池 24
2.2 直流負荷模型 26
2.2.1 直流充電樁 26
2.2.2 直流電解水制氫 32
2.2.3 工業(yè)直流負荷 37
2.2.4 家用直流負荷 40
2.3 儲能 41
2.3.1 儲能系統類型 41
2.3.2 電池的荷電狀態(tài)估計 43
2.3.3 電池儲能的控制模式 44
2.3.4 電池儲能的應用方式 46
參考文獻 48
第3章 直流配電網的阻抗穩(wěn)定性 49
3.1 阻抗穩(wěn)定性分析基本原理 49
3.2 直流配電集中式阻抗穩(wěn)定性分析 54
3.2.1 主從控制模式下穩(wěn)定性分析 54
3.2.2 對等控制模式下穩(wěn)定性分析 70
3.3 分散式阻抗穩(wěn)定性判據 88
3.3.1 忽略線阻抗時集中式阻抗穩(wěn)定性判據的簡化 88
3.3.2 單電壓源多負荷直流配電網分散式阻抗穩(wěn)定性判據 90
3.3.3 包含恒功率源直流配電網分散式阻抗穩(wěn)定性判據 94
3.3.4 分散式阻抗穩(wěn)定性判據應用案例分析 96
參考文獻 104
第4章 直流電壓穩(wěn)定控制與直流微電網自治運行 106
4.1 分布式電源直流并網穩(wěn)定性分析 106
4.1.1 描述函數法簡介 106
4.1.2 穩(wěn)定性分析與穩(wěn)定性改善 108
4.1.3 硬件在環(huán)實驗 115
4.2 直流電壓穩(wěn)定與支撐控制技術 119
4.2.1 下垂控制 119
4.2.2 性能分析 122
4.2.3 硬件在環(huán)實驗 127
4.3 多DC/DC變流器并聯運行環(huán)流抑制 129
4.3.1 DC/DC變流器的環(huán)流建模 129
4.3.2 DC/DC變流器的環(huán)流分析 133
4.3.3 基于改進拓撲的兩自由度環(huán)流抑制策略 136
4.3.4 環(huán)流抑制策略擴展 140
4.3.5 硬件在環(huán)實驗 142
4.4 直流微電網源荷儲分散式自治控制 148
4.4.1 SOC自平衡控制 149
4.4.2 功率自適應控制 153
4.4.3 穩(wěn)定性分析 156
4.4.4 硬件在環(huán)實驗 160
參考文獻 164
第5章 直流配電新型互聯變流器 165
5.1 直流配電拓撲與互聯變流器及其控制模式 165
5.1.1 交直流互聯雙向AC/DC變流器及其控制方法 165
5.1.2 直流互聯雙向DC/DC變流器及其控制方法 169
5.2 基于恒變比控制的新型DC/DC直流變壓器 170
5.2.1 DC/DC直流變壓器拓撲結構及其變比建模 170
5.2.2 基于恒變比控制的DC/DC變流器控制方法 172
5.2.3 基于恒變比DC/DC理想變壓器的分散式直流組網典型運行模式 175
5.3 多端口直流互聯變換器 194
5.3.1 多端口直流變換器拓撲結構 194
5.3.2 多端口直流變換器控制方法 200
參考文獻 214
第6章 多電壓等級直流配電網分散自治運行控制 215
6.1 多端及多電壓等級直流配電網拓撲結構 215
6.2 多電壓等級直流配電典型運行模式 216
6.3 基于恒變比直流變壓器互聯多電壓等級直流配電網全局分散式控制方法 217
6.3.1 標幺值系統選取 217
6.3.2 電力電子直流變壓器標幺化建模和分散式控制 218
6.3.3 多電壓等級直流配電網儲能系統及分布式電源標幺化建模和全局分散式控制 221
6.3.4 分散式標幺化一次控制方法整體結構 223
6.4 系統穩(wěn)定性分析 224
6.4.1 穩(wěn)態(tài)分析 224
6.4.2 小信號穩(wěn)定性分析 226
6.5 典型運行場景與實驗研究 232
6.5.1 工況Ⅰ：正常工況 232
6.5.2 工況Ⅱ：部分儲能退出運行 234
6.5.3 工況Ⅲ：接入輸電網 235
6.5.4 工況Ⅳ：電壓等級擴展 236
參考文獻 238
第7章 直流配電應用研究 239
7.1 三端口電力電子變壓器研制 239
7.1.1 三端口電力電子變壓器的連接方式 239
7.1.2 三端口DC/DC變換器模塊設計 241
7.1.3 樣機組成與結構 244
7.2 直流配電網實驗系統 247
7.2.1 實物模擬實驗平臺搭建 247
7.2.2 零碳新能源交直流混合實驗系統 252
7.3 直流配電發(fā)展思考 252
參考文獻 255