新能源供電系統(tǒng)優(yōu)化控制

內(nèi)容概要

　　本書以可與建筑集成的光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，針對(duì)光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化控制問(wèn)題進(jìn)行了較為深入的研究，旨在通過(guò)提高系統(tǒng)輸出效率、改善電能質(zhì)量、優(yōu)化系統(tǒng)配置和提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)低碳城市的目標(biāo)貢獻(xiàn)微薄之力。對(duì)風(fēng)電及光電相關(guān)專業(yè)的學(xué)者及工程技術(shù)人員具有重要的參考價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介

劉立群，男，1976年10月生，副教授，碩導(dǎo)，畢業(yè)于上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院電氣工程系，獲工學(xué)博士學(xué)位。已發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，其中SCI已檢索4篇（均為I區(qū)，影響因子：4.842），已錄用待SCI檢索3篇，EI檢索20余篇，參編教材和國(guó)外專著2部，已授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利2項(xiàng)，已公開和已受理國(guó)家發(fā)明專利3項(xiàng)。目前是IEEE Member.《Renewable＆Sustainable EnergyReviews》、《Applied energy》、《IEEE PES Letters》、《IEEE PES Transactions on Energy Conversion》和《電力自動(dòng)化設(shè)備》等國(guó)內(nèi)外SCI／EI期刊審稿人。

書籍目錄

第1章 緒論
　1.1 研究背景
　1.2 太陽(yáng)能資源分布、發(fā)展現(xiàn)狀和相關(guān)技術(shù)
　1.2.1 我國(guó)太陽(yáng)能資源分布
　1.2.2 我國(guó)光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀
　1.2.3 光伏發(fā)電相關(guān)技術(shù)
　1.3 風(fēng)能資源分布、發(fā)展現(xiàn)狀和相關(guān)技術(shù)
　1.3.1 我國(guó)風(fēng)能資源分布
　1.3.2 我國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀
　1.3.3 風(fēng)力發(fā)電相關(guān)技術(shù)
　1.3.4 太陽(yáng)能和風(fēng)能的發(fā)展趨勢(shì)
　1.4 與建筑一體化新能源供電系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
　1.4.1 太陽(yáng)能與建筑一體化
　1.4.2 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與建筑一體化
　1.4.3 風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)與建筑一體化
第2章 光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化控制
　2.1 相同輻射強(qiáng)度下的最大功率跟蹤技術(shù)
　2.1.1 基礎(chǔ)知識(shí)
　2.1.2 傳統(tǒng)的MPPT技術(shù)
　2.1.3 優(yōu)化電流MPPT技術(shù)
　2.1.4 快速優(yōu)化電流MPPT算法
　2.1.5 優(yōu)化電壓MPPT算法
　2.1.6 基于模糊邏輯理論的MPPT技術(shù)
　2.1.7 基于小腦模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的MPPT技術(shù)
　2.2 部分遮蔽下的MPPT技術(shù)
　2.2.1 部分遮蔽情況下的光伏輸出特性
　2.2.2 基于電流折算法的輸出特性Matlab模型
　2.2.3 基于電壓疊加算法的輸出特性Matlab模型
　2.2.4 基于遺傳改進(jìn)粒子群的MPPT技術(shù)
　2.2.5 基于模糊擾動(dòng)的MPPT技術(shù)
　2.2.6 基于改進(jìn)傳統(tǒng)P＆O法的MPPT技術(shù)
第3章 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化控制
　3.1 水平軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)MPPT技術(shù)
　3.1.1 基礎(chǔ)知識(shí)
　3.1.2 小型水平軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)MPPT技術(shù)
　3.2 垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)MPPT技術(shù)
　3.2.1 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的受力分析
　3.2.2 垂直軸風(fēng)力機(jī)的理論受力分析
　3.2.3 變槳距方案的設(shè)計(jì)及驗(yàn)證
　3.3 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于潮汐流發(fā)電系統(tǒng)
　3.3.1 基礎(chǔ)知識(shí)
　3.3.2 潮汐流發(fā)電技術(shù)
第4章 新能源發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制技術(shù)
　4.1 并網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)
　4.2 三種d-q變換鎖相環(huán)技術(shù)
　4.2.1 SSRF-SPLL技術(shù)
　4.2.2 DDSR-SPLL技術(shù)
　4.2.3 EPLL-SSRF-SPLL技術(shù)
　4.2.4 技術(shù)比較
　4.3 基于免疫理論的電能質(zhì)量改善技術(shù)
　4.3.1 免疫基礎(chǔ)理論
　4.3.2 模糊免疫理論
第5章 混合多種能源供應(yīng)系統(tǒng)優(yōu)化
　5.1 Homer優(yōu)化算例
　5.1.1 具體算例分析
　5.1.2 算例敏感性分析
　5.2 RETscreen優(yōu)化算例
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   1.3.3風(fēng)力發(fā)電相關(guān)技術(shù) 風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電過(guò)程如下：風(fēng)能吹動(dòng)風(fēng)輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)出的電能一般為交流電，如果是并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，可以通過(guò)AC／AC電路控制風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速并使得輸出電能的電壓、頻率和相位等和電網(wǎng)相一致，同時(shí)蓄電池可有可無(wú)。如果是離網(wǎng)型風(fēng)電系統(tǒng)（一般蓄電池是必須的），負(fù)載是直流負(fù)載，這時(shí)可以首先將發(fā)電機(jī)輸出的交流電通過(guò)整流橋轉(zhuǎn)換成直流電，然后通過(guò)DC／DC電路實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的控制，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最大功率跟蹤；如果是交流負(fù)載，可以直接通過(guò)AC／AC電路或在DC／DC電路后加上DC／AC電路為負(fù)載提供交流電能。風(fēng)電機(jī)組的控制電路的基本功能包括MPPT、過(guò)流過(guò)壓保護(hù)、負(fù)載電流電壓控制等，如果是大型風(fēng)電機(jī)組還包括偏航控制、增速齒輪控制和槳矩控制等。 最大功率跟蹤技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用可以有效提高系統(tǒng)輸出效率，增加電能的輸出，現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)組都采用了不同的MPPT控制策略。由于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一般采用固定槳距角的設(shè)計(jì)，因此無(wú)法采用變槳距控制的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的MPPT，因此可以通過(guò)改變DC／DC或DC／AC占空比的方式，等效改變負(fù)載的方式實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤；對(duì)于大型風(fēng)電機(jī)組由于采用了可變槳距角的結(jié)構(gòu)，因此可以通過(guò)改變槳距角的方式實(shí)現(xiàn)MPPT。 風(fēng)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)也稱為對(duì)風(fēng)裝置，當(dāng)風(fēng)速矢量的方向變化時(shí)，能夠快速平穩(wěn)地對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向，以便風(fēng)輪獲得最大的風(fēng)能。偏航控制對(duì)于提高風(fēng)電機(jī)組輸出效率和降低系統(tǒng)故障率具有非常重要的意義。由于小型風(fēng)電機(jī)組一般利用尾舵對(duì)風(fēng)，因此不需要特別的偏航控制機(jī)構(gòu)；而大型風(fēng)力機(jī)一般采用電動(dòng)或液壓的偏航系統(tǒng)來(lái)調(diào)整風(fēng)葉并使其對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向，其偏航系統(tǒng)一般包括感應(yīng)風(fēng)向的風(fēng)向標(biāo)，偏航電機(jī)，偏航行星齒輪減速器，回轉(zhuǎn)體大齒輪等。 此外，對(duì)于風(fēng)電裝機(jī)容量占電力裝機(jī)總?cè)萘勘壤笥?％的電網(wǎng)，該電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)具有低電壓穿越能力，即風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)能夠保持低電壓穿越并網(wǎng)，甚至向電網(wǎng)提供一定的無(wú)功功率，支持電網(wǎng)恢復(fù)，直到電網(wǎng)恢復(fù)正常，從而“穿越”這個(gè)低電壓時(shí)間（區(qū)域）。具體來(lái)說(shuō)，①風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組具有在并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至20％額定電壓時(shí)能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行625ms的能力；②風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓在發(fā)生跌落后2s內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓的90％時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行。 此外隨著并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)容量的不斷增大，風(fēng)力發(fā)電易受風(fēng)速變化影響較大的缺點(diǎn)，必將對(duì)公共電網(wǎng)造成影響，如大量注入電網(wǎng)的有功功率波動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)的電壓、頻率、負(fù)載和功角等安全性和穩(wěn)定性的影響。因此有必要研究大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)控制運(yùn)行策略、風(fēng)速預(yù)測(cè)理論和并網(wǎng)極限理論等內(nèi)容。

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《新能源供電系統(tǒng)優(yōu)化控制》對(duì)從事能源相關(guān)專業(yè)研究的專家學(xué)者及學(xué)生具有重要的參考價(jià)值，也可供新能源領(lǐng)域的工程技術(shù)人員借鑒參考。

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