智能配電網源網荷儲協同控制 劉東 9787519857554 【台灣高等教育出版社】

作者簡介
上海交通大學長聘教授、博士生導師，電氣工程系學術委員會主席，國家重點研發計劃項目負責人，教j育y部新世紀優秀人才。

目錄

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叢書序 用配電網新技術的知識盛宴以饗讀者
序
前言
第1 章 概述 1
1 1 技術背景 1
1 1 1 配電網形態的變化與升級 1
1 1 2 國內外技術發展動態 4
1 2 源網荷儲協同控制的價值與意義 8
1 3 源網荷儲協同控制技術架構 11
1 3 1 概念辨析 11
1 3 2 基本特徵 12
1 3 3 技術架構 12
第2 章 分布式電源並網特性與控制 15
2 1 分布式電源分類及特性 15
2 1 1 不可控類設備 16
2 1 2 可控分布式電源類設備 17
2 1 3 其他特殊分布式電源 18
2 2 分布式電源接入指標 19
2 3 分布式電源控制模式 21
2 3 1 分布式電源有功消納模式 21
2 3 2 分布式電源無功控制模式 28
2 4 分布式電源控制管理單元 34
2 4 1 不可控類設備控制管理單元 34
2 4 2 可控分布式電源類設備控制管理單元 37
第3 章 負荷管理技術 40
3 1 負荷特性 41
3 1 1 負荷響應特性 41
3 1 2 負荷控制特性 44
3 2 負荷設備建模 46
3 2 1 空調建模 46
3 2 2 電熱水器建模 47
3 2 3 其他民用開關類設備建模 49
3 2 4 電動汽車建模 50
3 2 5 工業負荷建模 51
3 3 負荷聚合建模 52
3 3 1 模型的一般化形式 52
3 3 2 空調統一建模 54
3 3 3 電熱水器統一建模 55
3 3 4 電動汽車統一建模 56
3 3 5 工業負荷統一建模 58
3 4 負荷側優化管理 59
3 4 1 負荷聚合商集群建模 59
3 4 2 基於負荷群的聚合管理 65
3 4 3 基於智能台區的負荷管理 67
3 5 負荷主動管理系統及用戶終端實現 71
3 5 1 總體架構分析 71
3 5 2 負荷主動管理系統及用戶終端系統實現 73
第4 章 儲能並網運行特性與控制 78
4 1 儲能系統特性及應用領域 78
4 1 1 儲能系統對於配電網支撐特性分析 78
4 1 2 儲能系統在電力系統源網荷領域中的應用分析 82
4 2 儲能並網系統的組成和典型結構 84
4 2 1 基本組成 84
4 2 2 子模塊功能說明 84
4 3 儲能系統並網的供蓄能力分析 85
4 3 1 儲能系統的供蓄能力指標 86
4 3 2 配電網供蓄能力指標求解算法 90
4 4 儲能系統並網的協調控制 93
4 4 1 儲能並網運行控制策略 93
4 4 2 儲能控制管理單元 96
第5 章 信息物理融合的配電網 98
5 1 配電網信息物理融合形態 98
5 1 1 配電物聯網 98
5 1 2 配電網的信息物理融合特性 101
5 1 3 數字孿生配電網的基本形態 105
5 2 配電網的信息物理協同優化控制 106
5 2 1 配電網的網格自治與協同處理 107
5 2 2 配電控制區域 109
5 2 3 配電網拓撲識別和動態分區機制 116
5 3 配電網的信息物理安全分析及防禦 120
5 3 1 配電網CPS 安全要素分析 120
5 3 2 配電網CPS 安全性分析方法 128
5 3 3 配電網CPS 安全性時空防禦 139
第6 章 源網荷儲協同控制 148
6 1 協同控制信息流特徵分析 148
6 2 區域感知及協同控制方法 149
6 2 1 區域態勢感知 149
6 2 2 區域協同控制模式 156
6 2 3 基於競標機制的區域協調控制方法 159
6 3 源網荷儲協同控制系統與設備 166
6 3 1 全域運行決策系統 167
6 3 2 協同交互控制器 169
第7 章 源網荷儲協同控制應用示範工程 173
7 1 貴州紅楓示範工程 174
7 1 1 工程概述 174
7 1 2 運行效果 178
7 2 廣州從化明珠工業園示範工程 192
7 2 1 工程概述 192
7 2 2 運行效果 196
7 3 上海虛擬電廠示範工程 202
7 3 1 工程概述 202
7 3 2 運行效果 204
7 4 江蘇源網荷儲示範工程 206
7 4 1 工程概述 206
7 4 2 運行效果 209
後記 214
參考文獻 216
前 言
前言國家”雙碳”目標提出後，新型電力系統中的配電系統的作用日益突出，特別是分布式能源在配電網大規模與高滲透率應用，會對配電網的規劃、調度、控制和保護等方面帶來不容忽視的影響。本書聚焦於分布式能源接入配電網的源網荷儲協同控制關鍵技術。全書共分為7 章，主要內容如下。第1 章 闡述發展智能配電網的源網荷儲協同控制的背景，介紹國內外的技術發展動態、研究的價值與意義，建立源網荷儲協同控制總體技術架構，提出全域優化與局部自治相結合的”區域內自治-區域間交互-全域協調的源網荷儲協同控制技術體系”。第2 章 闡述分布式電源並網特性與控制，介紹分布式電源大規模並網後的運行特性、接入模式及消納模式，並進一步探討分布式電源並網的協調控制以及分布式電源管理單元。第3 章 闡述負荷管理技術，介紹不同規模負荷特性，並建立負荷設備模型和聚合模型，以及負荷側優化管理方法，最終提出負荷主動管理系統與用戶終端實現，支撐柔性負荷與電網運行協調的優化管理和控制。第4 章 闡述儲能並網運行特性與控制，介紹功率型、能量型及複合型儲能系統的構成、特性以及儲能系統並網的供蓄能力指標，並進一步探討儲能系統並網的控制策略與儲能控制管理單元。第5 章 闡述信息物理融合的配電網，以配電網信息物理融合形態為出發點，討論配電網的信息物理協同優化控制以及數字孿生配電網技術，並探討了配電網的信息物理安全分析及防禦方法。第6 章 闡述源網荷儲協同控制，介紹源網荷儲協同控制的核心配電網的協同控制策略，包括區域感知及協同控制方法，重點介紹源網荷儲協同控制系統與設備。第7 章 闡述源網荷儲協同控制應用的示範工程的組成及運行效果，包括貴州紅楓示範工程、廣州從化明珠工業園示範工程、上海虛擬電廠示範工程及江蘇源網荷儲示範工程。智能配電網的源網荷儲協同控制技術是一個新興發展的領域，是虛擬電廠、主動配電網及需求響應等方面應用的核心技術，其涵蓋內容遠不止文中所述，受限於我國尚處於其技術發展初期，受作者自身能力水平和經驗積累所限，本書還存在諸多不當之處，歡迎讀者不吝賜教，以便改正與進步。本書受到國家重點研究發展計劃項目”電網信息物理系統分析與控制的基礎理論及方法”（基礎研究類：2017YFB0903000）和國家自然科學基金智能電網聯合基金重點項目”電力信息物理系統形態演進理論及分析方法”（U2166210）的支持。本書由上海交通大學劉東教授總體策劃並組織，上海交通大學陳飛、翁嘉明、黃玉輝，南網貴州電網有限責任公司李慶生、唐學用，廣東電網有限責任公司廣州供電局劉育權、曾順奇，國網上海市電力公司趙建立，國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院袁宇波、孫健，國網智能電網研究院有限公司梁雲、黃莉，國電南瑞科技股份有限公司李滿禮、李曉，南方電網電力科技股份有限公司尤毅、高新華，廣東電網有限責任公司電力科學研究院宋旭東等參加編寫。天津大學葛少雲教授、河海大學沈兵兵教授擔任主審。限於時間，疏漏在所難免，不足之處請廣大讀者提出寶貴意見。編著者2024 年5 月

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