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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1365

参考文献366

附录B2 微电网算例系统2367

参考文献369

附录C 算例参数370