區(qū)域智能電網的規(guī)劃方法

第1章 概述 （1）

1.1 區(qū)域智能電網的基本概念 （1）

1.1.1 智能電網的特征 （1）

1.1.2 區(qū)域智能電網的內涵 （5）

1.1.3 區(qū)域智能電網規(guī)劃的原則、分類與基本流程 （11）

1.2 區(qū)域智能電網發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) （18）

1.2.1 送端區(qū)域智能電網發(fā)展面臨的問題與挑戰(zhàn) （18）

1.2.2 智慧城市發(fā)展面臨的問題與挑戰(zhàn) （21）

1.2.3 受端區(qū)域智能電網發(fā)展面臨的問題與挑戰(zhàn) （24）

第2章 區(qū)域智能電網規(guī)劃方法的研究現狀 （27）

2.1 含有不確定性因素的智能電網規(guī)劃 （27）

2.1.1 不確定性因素的概率特性建模方法 （27）

2.1.2 區(qū)域智能電網不確定性規(guī)劃研究現狀 （30）

2.2 區(qū)域智能電網的主動規(guī)劃及控制策略 （32）

2.2.1 區(qū)域智能電網主動控制手段及策略 （32）

2.2.2 區(qū)域智能電網主動規(guī)劃研究現狀 （34）

2.3 區(qū)域智能電網的拓展規(guī)劃方法 （37）

第3章 區(qū)域智能電網隨機因素的概率特性及相關性建模 （41）

3.1 區(qū)域智能電網中存在的多元隨機因素分析 （41）

3.1.1 間歇式新能源發(fā)電的隨機特性及其對規(guī)劃的影響 （42）

3.1.2 設備與網絡運行狀態(tài)的隨機特性及其對規(guī)劃的影響 （43）

3.1.3 負荷與需求側響應的隨機特性及其對規(guī)劃的影響 （43）

3.1.4 信息物理系統(tǒng)的隨機特性及其對規(guī)劃的影響 （44）

3.1.5 多能量流耦合的隨機特性及其對規(guī)劃的影響 （46）

3.1.6 區(qū)域智能電網中多元隨機因素的交互機理 （47）

3.2 多元隨機因素概率密度的統(tǒng)一數學表達模型構建 （48）

3.2.1 單變量非參數核密度估計模型 （50）

3.2.2 帶寬優(yōu)化模型及其自適應修正策略 （51）

3.2.3 單一風電場的風功率概率密度模型構建及驗證 （54）

3.3 多元隨機因素的聯(lián)合概率密度模型構建 （56）

3.3.1 多變量非參數核密度估計模型 （56）

3.3.2 帶寬優(yōu)化模型及其自適應修正策略 （58）

3.3.3 多風電場的風功率聯(lián)合概率密度模型構建及驗證 （61）

第4章 區(qū)域智能電網的互動機理及動態(tài)響應特性 （68）

4.1 區(qū)域智能電網源荷互動策略的內涵及分類 （68）

4.1.1 源荷互動的內涵 （68）

4.1.2 源荷互動的分類 （69）

4.2 區(qū)域智能電網源荷互動策略的動態(tài)響應特性 （70）

4.2.1 基于價格的需求響應動態(tài)特性 （70）

4.2.2 基于激勵的需求響應動態(tài)特性 （76）

4.3 源荷互動對電網規(guī)劃的影響 （81）

4.3.1 削峰填谷、延緩電網投資，提高規(guī)劃的經濟性 （81）

4.3.2 改善電網運行安全性和可靠性的手段多元化 （81）

4.3.3 引入更多不確定性因素 （82）

第5章 面向送端區(qū)域智能電網的不確定性規(guī)劃方法 （84）

5.1 基于Cholesky分解的隨機因素相關性處理 （84）

5.2 隨機因素的不確定性參數集 （86）

5.3 結果分析 （96）

第6章 面向受端區(qū)域智能電網的主動規(guī)劃方法 （115）

6.1 規(guī)劃模型 （116）

6.1.1 DG投資運營商的規(guī)劃模型 （116）

6.1.2 配電網投資運營商的規(guī)劃模型 （117）

6.1.3 電力用戶的規(guī)劃模型 （119）

6.2 模型求解 （121）

6.2.1 最優(yōu)規(guī)劃策略 （121）

6.2.2 求解步驟 （121）

6.3 結果分析 （122）

6.3.1 參數設置 （122）

6.3.2 規(guī)劃結果及分析 （124）

第7章 面向智慧城市的區(qū)域智能電網多主體博弈拓展規(guī)劃方法 （127）

7.1 各主體傳遞關系 （127）

7.2 多主體博弈行為分析 （129）

7.2.1 靜態(tài)博弈分析 （129）

7.2.2 動態(tài)博弈分析 （130）

7.2.3 動-靜態(tài)聯(lián)合博弈分析 （132）

7.3 求解流程 （133）

7.4 結果分析 （135）

7.4.1 參數設置 （135）

7.4.2 仿真結果及分析 （136）

參考文獻 （142） 2100433B

本書從區(qū)域智能電網的基本概念開始，系統(tǒng)介紹了區(qū)域智能電網發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)，分析了區(qū)域智能電網規(guī)劃的研究現狀，讓讀者首先能夠對該領域有一個系統(tǒng)的了解，再進行深入學習。然后分析了影響區(qū)域智能規(guī)劃的相關因素，并進行了相關性建模。在這個基礎上，將區(qū)域智能電網的規(guī)劃方法分為以下部分進行介紹：面向送端區(qū)域智能電網的不確定性規(guī)劃方法；面向受端區(qū)域智能電網的主動規(guī)劃方法；面向智慧城市的多主體博弈拓展規(guī)劃方法。本書意在讓讀者盡快了解區(qū)域智能電網的規(guī)劃方法，從基礎理論、模型構建、求解方法多個角度論述，并進行了實例驗證，幫助讀者理解和掌握本書的要點。各章節(jié)之間既相互獨立又相互聯(lián)系，讀者可根據自己的需要選擇性閱讀。

《區(qū)域智能電網技術》緊隨靠前發(fā)展動向，反映了當今在工程研制中的很新研究成果，圖文數據、技術方法經得起推敲和檢驗，對智能電網一線科研和工程人員具有直接指導作用，能積極推進我國智能電網技術的發(fā)展，以及與靠前接軌，具有很高的學術及應用價值。能為智能電網專業(yè)的發(fā)展，進而對全社會節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展起到積極作用。

第1章 概述

1．1 含高比例可再生電源區(qū)域電網面臨的挑戰(zhàn)

1．2 區(qū)域智能電網技術的發(fā)展趨勢

參考文獻

第2章 配合大規(guī)模風電并網的風一燃互補發(fā)電控制技術

2．1 風電出力特性與預測模型

2．1．1 風電出力特性建模

2．1．2 風電出力的超短期組合預測模型

2．2 燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的控制特性

2．2．1 CCGT的控制系統(tǒng)建模

2．2．2 CCGT的動態(tài)響應特性

2．2．3 CCGT與風電的互補能力評價

2．3 風-燃互補聯(lián)合發(fā)電控制策略

2．3．1 雙層復合控制架構設計

2．3．2 燃機基準功率的最優(yōu)化計算

2．3．3 風-燃互補發(fā)電的實時優(yōu)化

2．4 風-燃互補發(fā)電控制案例分析及仿真

參考文獻

第3章 風-光-電池儲能互補發(fā)電控制技術

3．1 電池儲能系統(tǒng)的控制模型

3．1．1 考慮多因素聚合的儲能電池壽命建模

3．1．2 BEss綜合控制模型

3．2 儲能-可再生能源聯(lián)合發(fā)電優(yōu)化控制

3．2．1 平抑波動控制算法

3．2．2 基于狀態(tài)量預測的波動平抑與有功調度控制策略

3．2．3 提高壽命和效率的BESS模糊變步長優(yōu)化控制方法

3．2．4 多運行模式下的BESS無功電壓控制策略

3．3 風-儲一體化風電機組及其控制

3．3．1 全功率變換風儲一體化機組

3．3．2 風儲一體化雙饋風電機組

參考文獻

第4章 電池儲能主導的微電網技術

4．1 微電網中的電池儲能系統(tǒng)

4．1．1 電池儲能系統(tǒng)關鍵技術

4．1．2 微網中電池儲能變流器的傳統(tǒng)控制方法

4．1．3 微網的傳統(tǒng)控制結構

4．1．4 儲能系統(tǒng)的虛擬同步發(fā)電機控制

4．2 電池儲能系統(tǒng)的虛擬同步發(fā)電機控制

4．2．1 電池儲能系統(tǒng)VSG控制的整體架構

4．2．2 VSG內特性的實現

4．2．3 VSG外特性的實現

4．2．4 電池儲能變流器底層電壓電流閉環(huán)設計

4．2．5 基于VSG控制的電池儲能系統(tǒng)單機運行分析

4．2．6 基于VsG控制的電池儲能系統(tǒng)作為主電源時微網的運行分析

4．2．7 微網的并網/孤島運行模式切換

4．3 VSG控制穩(wěn)定性分析與參數設計

4．3．1 VSG控制的小信號穩(wěn)定分析

4．3．2 VSG關鍵參數的設計

4．4 系統(tǒng)仿真與實驗驗證

4．4．1 系統(tǒng)仿真

4．4．2 實驗研究

4．4．3 基于RTDS的光-儲微電網穩(wěn)態(tài)運行實時仿真分析

4．4．4 基于RTDs的光-儲微電網暫態(tài)運行實時仿真分析

參考文獻

第5章 微能源網優(yōu)化運行技術

5．1 智能能源網內的分布式能源

5．1．1 智能能源網的基本結構

5．1．2 離心式電制冷機組

5．1．3 冰蓄冷系統(tǒng)

5．1．4 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)

5．1．5 地源熱泵系統(tǒng)和油氣兩用鍋爐

5．2 基于混合整數規(guī)劃的微能源網穩(wěn)態(tài)調度策略

5．2．1 智能能源網穩(wěn)態(tài)經濟優(yōu)化調度策略設計

5．2．2 聯(lián)合供冷系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)調度算法

5．2．3 算例仿真

5．3 基于分布式預測控制的微能源網動態(tài)調度策略

5．3．1 分布式預測控制概述

5．3．2 多制冷機供冷系統(tǒng)分布式預測控制設計

5．3．3 算例分析

5．4 基于滾動優(yōu)化的微能源網管理策略

5．4．1 能量管理系統(tǒng)的結構和模型

5．4．2 考慮需求側資源的能源管理系統(tǒng)

參考文獻

第6章 用戶端源-儲-荷互動技術

6．1 用戶端光儲-體化電能系統(tǒng)

6．1．1 系統(tǒng)總體拓撲結構

6．1．2 能量管理策略

6．2 用戶端日前能量管理策略

6．2．1 四種負荷類型及其模型建立

6．2．2 市場電價機制與電價函數

6．2．3 基于用戶收益最大化的日前能量管理策略

6．3 用戶端日內調節(jié)策略

6．3．1 用戶端多時間尺度優(yōu)化控制方案

6．3．2 基于有效功率偏差模糊控制的日內小時級優(yōu)化

6．3．3 基于變時間常數濾波算法的日內分鐘級優(yōu)化

6．4 仿真分析與驗證

6．4．1 用戶端日前能量管理的規(guī)劃結果與分析

6．4．2 日內雙時間尺度優(yōu)化策略的控制效果與分析

參考文獻

第7章 區(qū)域電網縱橫向互動控制技術

7．1 縱橫互動結構體系

7．1．1 高比例可再生能源的分層消納方案

7．1．2 橫向互動與縱向互動的總體架構

7．1．3 統(tǒng)一信息支撐平臺與綜合能量管理系統(tǒng)

7．2 橫向互動與頻率支撐

7．3 縱向互動與高效消納

7．3．1 配電層與用電層的互動控制

7．3．2 配電層與輸電層互動控制

7．3．3 基于NSGA-Ⅱ改進的PSO求解算法

7．4 仿真分析與驗證

7．4．1 橫向互動的仿真結果與分析

7．4．2 縱向互動的仿真結果與分析

參考文獻

第8章 風光高滲透區(qū)域智能電網案例分析

8．1 示范工程總體架構

8．2 各層示范應用與現場運行效果

8．2．1 輸電層風-燃互補發(fā)電示范

8．2．2 配電層風電場儲能并網示范

8．2．3 用電層智能用電示范

8．3 電網分層橫縱向互動示范應用

參考文獻

附錄

附錄A 燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組主要參數

附錄B 風電場儲能并網系統(tǒng)主要參數

附錄C 各電制冷機空調工況運行數據

附錄D 雙工況電制冷機制冰工況運行數據

附錄E 負荷數據

附錄F 含風-光-荷-儲的用戶端主要參數

附錄G 區(qū)域電網的主要拓撲結構

索引

內容介紹

《生態(tài)城市的概念、原理與規(guī)劃方法》是在我于中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室攻讀博士學位期間所著博士論文的基礎上改寫而成的。在研究過程中得到多位老師、同學、同事、朋友的幫助，我謹記在心。適逢我在日本東京大學留學時的校友劉域先生和UAA博士團基金會提供贊助，使《生態(tài)城市的概念、原理與規(guī)劃方法》得以出版。

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