風力發(fā)電建模與并網(wǎng)穩(wěn)定性分析

定　價：￥99.00

作　者：	趙浩然王鵬
出版社：	機械工業(yè)出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787111766308	出版時間：	2024-12-01	包裝：	平裝-膠訂
開本：	16開	頁數(shù)：		字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書系統(tǒng)性地介紹了目前主流的新能源發(fā)電并網(wǎng)穩(wěn)定性分析方法，詳細介紹了基于阻抗分析的新能源電力系統(tǒng)模型推導與穩(wěn)定域構(gòu)建的現(xiàn)狀、堵點。在充分研究國內(nèi)外學者在新能源電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與控制方面已經(jīng)取得的突破性進展的基礎上，拓展完成了新能源電力系統(tǒng)阻抗建模和小信號穩(wěn)定域量化構(gòu)建兩部分的理論分析。針對新能源發(fā)電系統(tǒng)理論阻抗模型階數(shù)高這一關鍵問題，形成了以分段仿射思想為基礎的阻抗模型降階理論; 針對穩(wěn)定域高維和強非線性的另一關鍵問題，形成了數(shù)據(jù)-模型雙驅(qū)動的小信號穩(wěn)定域量化體系。全書立足于學術(shù)和工程融合的角度，解決以新能源發(fā)電為主導的新型電力系統(tǒng)中因電力電子設備間多尺度控制相互作用而引發(fā)的寬頻振蕩等實際穩(wěn)定性問題，對于促進我國新能源大規(guī)模消納、保障電力系統(tǒng)安全運行具有較高的參考價值。本書可為高等院校新能源、電力系統(tǒng)、電氣工程等相關專業(yè)高年級本科生和研究生提供參考，也可為相關政策制定者、科研工作者、企業(yè)、投資機構(gòu)提供參考。

作者簡介

　　趙浩然，國家特聘教授（2017年入選），齊魯青年學者（2016年入選），博士生導師，山東大學電氣工程學院副院長。2001-2014年分別于山東大學、柏林工業(yè)大學、丹麥科技大學獲得學士、碩士和博士學位.長期從事新能源發(fā)電與并網(wǎng)、新型電力系統(tǒng)建模與仿真、綜合能源優(yōu)化運行與控制的研究工作，取得了一系列的原創(chuàng)性成果，入選全球前2%頂尖科學家年度影響力排行榜。主持和參與了國家重點研發(fā)計劃課題、歐盟與北歐能源項目多項、電力系統(tǒng)軟件產(chǎn)品開發(fā)和歐盟發(fā)明專利多項。獲Applied Energy 2018年度最佳論文獎，獲2021年度中國電力科學技術(shù)進步三等獎；風電機組數(shù)字孿生、風電場數(shù)字孿生成果獲2022年度日內(nèi)瓦發(fā)明展會銀獎2項;獲山東大學2023年校級教學成果獎一等獎。王鵬，山東大學碩士生導師，2020年獲德國柏林工業(yè)博士學位，博士論文獲得“summa cum laude（最優(yōu)）”稱號。長期從事新能源建模與并網(wǎng)評估、交直流電網(wǎng)建模與控制研究。主持和參與了多項國家重點研發(fā)計劃子課題、國家自然科學基金項目等，講授的《大型深遠海風電場柔直并網(wǎng)運行控制虛擬仿真實驗》課程獲批山東省一流本科課程。

圖書目錄

目錄
前言
首字母縮略表
主要變量符號
第 1 章緒論 1
1.1 引言 1
1.2 風力發(fā)電系統(tǒng)概述 1
1.2.1 風電機組的組成 2
1.2.2 變速風力機的建模 6
1.2.3 風力機控制系統(tǒng) 9
1.2.4 風電場的電氣配置 11
1.3 小信號穩(wěn)定性分析方法 12
1.3.1 時域仿真分析法 12
1.3.2 特征值分析法 13
1.3.3 開環(huán)模式諧振分析法 13
1.3.4 復轉(zhuǎn)矩系數(shù)法 13
1.3.5 阻抗分析法 13
第 2 章阻抗掃描理論方法和應用 16
2.1 引言 16
2.2 頻域小信號阻抗和頻率耦合特性 17
2.2.1 頻域小信號阻抗描述 17
2.2.2 新能源設備的頻率耦合阻抗模型 21
2.3 無源測量與有源測量 22
2.3.1 無源測量方法 23
2.3.2 有源測量方法 24
2.4 阻抗掃頻測量方法 25
2.4.1 掃頻擾動信號類型 25
2.4.2 掃頻擾動注入方式 28
2.4.3 掃頻測量原理和步驟 29
2.4.4 dq 阻抗與序阻抗測量方法對比 34
2.5 阻抗測量裝置 35
2.5.1 阻抗測量中的諧波注入電路 35
2.5.2 阻抗測量儀器 38
第 3 章小信號建模和阻抗構(gòu)造理論基礎 42
3.1 引言 42
3.2 變流器小信號建模 43
3.2.1 含電流內(nèi)環(huán)控制的變流器阻抗建模 43
3.2.2 含功率外環(huán)控制的變流器阻抗建模 48
3.3 dq 阻抗法與其他常用阻抗分析方法的轉(zhuǎn)換 51
3.3.1 dq 坐標系與 αβ 坐標系的阻抗模型轉(zhuǎn)換 51
3.3.2 不同坐標系下阻抗轉(zhuǎn)換實例分析 54
3.3.3 狀態(tài)空間方程與 dq 坐標系下阻抗方程的轉(zhuǎn)換 54
3.3.4 狀態(tài)空間轉(zhuǎn)阻抗實例及分析 56
第 4 章雙饋風電機組阻抗全動態(tài)阻抗模型 60
4.1 雙饋風電機組的基本工作原理 60
4.1.1 空氣動力學和傳動鏈動態(tài)方程 61
4.1.2 雙饋風電機組的不同運行模式 62
4.2 網(wǎng)側(cè)變流器小信號模型 62
4.2.1 鎖相環(huán)及 Park 變換 63
4.2.2 主電路小信號模型 64
4.2.3 控制器的小信號模型 64
4.3 雙饋感應發(fā)電機及機側(cè)變流器小信號模型 65
4.3.1 雙饋感應發(fā)電機小信號模型 65
4.3.2 機側(cè)變流器小信號模型 67
4.3.3 機械動態(tài)小信號模型 68
4.4 不同運行模式的通用小信號模型 70
4.4.1 不同運行模式下電磁轉(zhuǎn)矩小信號通用模型 70
4.4.2 不同運行模式下槳距角小信號模型 71
4.5 構(gòu)造風電機組整體阻抗 72
4.5.1 風電機組小信號整體模型 72
4.5.2 構(gòu)造雙饋風電機組整體阻抗 72
4.6 雙饋風電機組阻抗特性分析 75
4.6.1 雙饋風電機組阻抗掃頻分析 75
4.6.2 雙饋風電機組小擾動穩(wěn)定性分析 77
4.6.3 機械動態(tài)對阻抗特性的影響 79
4.6.4 不同風速下的阻抗特性對比 80
第 5 章全功率型風電機組阻抗建模 82
5.1 引言 82
5.2 全功率型風電機組的基本知識 83
5.2.1 基本工作原理 83
5.2.2 典型控制結(jié)構(gòu) 84
5.3 直驅(qū)風電機組阻抗建模 85
5.3.1 直驅(qū)風電機組簡化阻抗模型 85
5.3.2 考慮機側(cè)動態(tài)的 PMSG 阻抗建模 89
5.4 算例分析 93
5.4.1 阻抗模型驗證 93
5.4.2 弱電網(wǎng)穩(wěn)定性分析 94
5.4.3 不同風速下的阻抗特性對比 95
5.4.4 簡化阻抗模型和詳細阻抗模型穩(wěn)定性分析對比 95
第 6 章阻抗模型降階理論 99
6.1 引言 99
6.2 分段仿射系統(tǒng)及其對風電機組阻抗的適用性 100
6.2.1 分段仿射建模的步驟 100
6.2.2 分段仿射對于風電機組阻抗建模的適用性 101
6.3 參數(shù)空間分區(qū)優(yōu)化方法 101
6.3.1 阻抗數(shù)據(jù)集構(gòu)造方法 102
6.3.2 阻抗數(shù)據(jù)集層次聚類算法 104
6.4 分段仿射阻抗計算方法 105
6.4.1 風電機組仿射子模型參數(shù)估計 106
6.4.2 風電場分段仿射阻抗計算 107