微電網(wǎng)技術(shù)及工程應(yīng)用

內(nèi)容概要

本書(shū)是《智能電網(wǎng)系列書(shū)》之一。
    隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，微電網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)成為世界各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)。為了進(jìn)一步推廣微電網(wǎng)技術(shù)，指導(dǎo)微電網(wǎng)的工程建設(shè)，作者根據(jù)工作中的實(shí)踐撰寫(xiě)了本書(shū)。本書(shū)全面系統(tǒng)地介紹了微電網(wǎng)的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)用設(shè)計(jì)方法和原則，同時(shí)對(duì)典型工程設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行了講解和分析。全書(shū)共11章，內(nèi)容包括微電網(wǎng)概述、微電網(wǎng)的構(gòu)成與分類(lèi)、微電網(wǎng)與分布式發(fā)電、微電網(wǎng)的控制及運(yùn)行、微電網(wǎng)的保護(hù)、微電網(wǎng)的監(jiān)控與能量管理、微電網(wǎng)的通信、微電網(wǎng)的接地、微電網(wǎng)的諧波治理、微電網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，以及微電網(wǎng)系統(tǒng)工程實(shí)例。
    本書(shū)內(nèi)容全面、通俗易懂，對(duì)普及微電網(wǎng)技術(shù)將起到很好的推動(dòng)作用。本書(shū)旨在為本領(lǐng)域的同行提供可借鑒的相關(guān)理論和經(jīng)驗(yàn)，共同探索微電網(wǎng)理論研究、技術(shù)發(fā)展及工程應(yīng)用等實(shí)際問(wèn)題。

作者簡(jiǎn)介

許繼集團(tuán)有限公司執(zhí)行董事、總經(jīng)理、黨委副書(shū)記，國(guó)家直流輸變電裝備工程技術(shù)研究中心主任，教育部高等教育指導(dǎo)委員會(huì)委員，中國(guó)繼電保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)，中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)理事，中國(guó)企業(yè)聯(lián)合會(huì)、中國(guó)企業(yè)家協(xié)會(huì)常務(wù)理事，河南省高級(jí)技術(shù)職稱(chēng)評(píng)審委員會(huì)委員，河南工業(yè)大學(xué)碩士生導(dǎo)師，鄭州大學(xué)兼職教授，享受?chē)?guó)務(wù)院政府特殊津貼專(zhuān)家，先后榮獲“全國(guó)勞動(dòng)模范”、“全國(guó)優(yōu)秀企業(yè)家”、“河南省首屆經(jīng)濟(jì)人物”等榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。主要研究方向新能源接人、分布式發(fā)電與微電網(wǎng)技術(shù)、電動(dòng)汽車(chē)充換電站技術(shù)等。許繼集團(tuán)副總工程師兼許繼集團(tuán)智能電網(wǎng)研究中心副主任，教授級(jí)高工。主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)、新能源接入、分布式發(fā)電與微電網(wǎng)技術(shù)。出版專(zhuān)著《光纖電流差動(dòng)保護(hù)及通道試驗(yàn)技術(shù)》、《地面光伏發(fā)電系統(tǒng)及應(yīng)用》。目前主持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《并網(wǎng)光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)》的起草工作。許繼集團(tuán)總工程師兼許繼集團(tuán)智能電網(wǎng)研究中心主任。主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)控制與保護(hù)、智能電網(wǎng)規(guī)劃、新能源接入、電動(dòng)汽車(chē)充換電站技術(shù)、分布式發(fā)電與微電網(wǎng)技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物中發(fā)表論文數(shù)十篇。

書(shū)籍目錄

第1章微電網(wǎng)概述1
1.1微電網(wǎng)的發(fā)展歷程1
1.2國(guó)外微電網(wǎng)現(xiàn)狀及分析3
1.3國(guó)內(nèi)微電網(wǎng)現(xiàn)狀及分析7
1.4微電網(wǎng)的展望10
第2章微電網(wǎng)的構(gòu)成與分類(lèi)12
2.1微電網(wǎng)的構(gòu)成12
2.2微電網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)13
2.3微電網(wǎng)的運(yùn)行模式15
2.3.1并網(wǎng)運(yùn)行16
2.3.2離網(wǎng)運(yùn)行17
2.4微電網(wǎng)的控制模式17
2.4.1微電網(wǎng)控制模式17
2.4.2微電網(wǎng)中逆變器控制模式20
2.5微電網(wǎng)接入電壓等級(jí)24
2.6微電網(wǎng)的分類(lèi)25
2.6.1按功能需求分類(lèi)25
2.6.2按用電規(guī)模分類(lèi)26
2.6.3按交直流類(lèi)型分類(lèi)27
第3章微電網(wǎng)與分布式發(fā)電30
3.1概念及特點(diǎn)30
3.2光伏發(fā)電32
3.3風(fēng)力發(fā)電35
3.4微型輪機(jī)發(fā)電38
3.5其他分布式發(fā)電43
3.6儲(chǔ)能45
第4章微電網(wǎng)的控制及運(yùn)行50
4.1獨(dú)立微電網(wǎng)三態(tài)控制50
4.1.1微電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)恒頻恒壓控制52
4.1.2微電網(wǎng)動(dòng)態(tài)切機(jī)減載控制54
4.1.3微電網(wǎng)暫態(tài)故障保護(hù)控制56
4.2微電網(wǎng)的逆變器控制57
4.2.1DG并網(wǎng)逆變器控制57
4.2.2儲(chǔ)能變流器（PCS）控制57
4.3微電網(wǎng)的并離網(wǎng)控制59
4.3.1微電網(wǎng)的并網(wǎng)控制60
4.3.2微電網(wǎng)的離網(wǎng)控制62
4.4微電網(wǎng)的運(yùn)行66
4.4.1微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行67
4.4.2微電網(wǎng)離網(wǎng)運(yùn)行68
第5章微電網(wǎng)的保護(hù)70
5.1DG特殊的故障特性70
5.2微電網(wǎng)接入對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響72
5.2.1常規(guī)配電網(wǎng)保護(hù)配置72
5.2.2常規(guī)低壓配電保護(hù)配置73
5.2.3微電網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響73
5.2.4微電網(wǎng)對(duì)常規(guī)低壓配電線(xiàn)路保護(hù)的影響75
5.3微電網(wǎng)運(yùn)行保護(hù)策略79
5.4微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)保護(hù)方案80
5.4.1微電網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)一次設(shè)備及繼電保護(hù)的要求80
5.4.2基于區(qū)域差動(dòng)的配電網(wǎng)繼電保護(hù)80
5.4.3基于正、反方向阻抗繼電器的低壓配電網(wǎng)繼電保護(hù)85
5.4.4公共連接點(diǎn)（PCC）的保護(hù)88
第6章微電網(wǎng)的監(jiān)控與能量管理90
6.1微電網(wǎng)的監(jiān)控90
6.1.1微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)90
6.1.2微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)組成91
6.1.3微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)97
6.2微電網(wǎng)能量管理100
6.2.1分布式發(fā)電預(yù)測(cè)100
6.2.2負(fù)荷預(yù)測(cè)101
6.2.3分布式發(fā)電及負(fù)荷的頻率響應(yīng)特性102
6.2.4微電網(wǎng)的功率平衡104
6.3微電網(wǎng)的優(yōu)化控制110
6.3.1微電網(wǎng)中光伏發(fā)電優(yōu)化控制110
6.3.2微電網(wǎng)中風(fēng)力發(fā)電優(yōu)化控制111
6.3.3微電網(wǎng)多元復(fù)合儲(chǔ)能優(yōu)化控制112
6.3.4微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略113
第7章微電網(wǎng)的通信114
7.1微電網(wǎng)通信的特殊要求114
7.2微電網(wǎng)通信的設(shè)計(jì)原則115
7.3微電網(wǎng)的通信系統(tǒng)116
7.3.1微電網(wǎng)的通信技術(shù)116
7.3.2微電網(wǎng)的通信體系結(jié)構(gòu)118
7.3.3微電網(wǎng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)118
第8章微電網(wǎng)的接地124
8.1低壓配電網(wǎng)的安全接地124
8.1.1TN接地系統(tǒng)125
8.1.2TT接地系統(tǒng)128
8.1.3IT接地系統(tǒng)129
8.2微電網(wǎng)系統(tǒng)接地130
8.2.1微電網(wǎng)接入的接地要求130
8.2.2TN、TT系統(tǒng)DG接地方式130
8.2.3IT接地系統(tǒng)DG接地方式133
第9章微電網(wǎng)的諧波治理135
9.1微電網(wǎng)的諧波治理技術(shù)135
9.1.1并網(wǎng)逆變器無(wú)源濾波技術(shù)135
9.1.2并網(wǎng)逆變器有源濾波技術(shù)136
9.1.3單獨(dú)配置的濾波技術(shù)136
9.2微電網(wǎng)的無(wú)源濾波技術(shù)136
9.2.1無(wú)源濾波器基本原理136
9.2.2無(wú)源濾波器的設(shè)計(jì)139
9.3微電網(wǎng)的有源濾波技術(shù)139
第10章微電網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范142
10.1國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范142
10.1.1IEEE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)142
10.1.2IEC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)144
10.1.3其他微電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)146
10.2我國(guó)微電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范147
10.3微電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢(shì)148
10.4微電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系149
第11章微電網(wǎng)系統(tǒng)工程實(shí)例152
11.1項(xiàng)目背景152
11.2項(xiàng)目概述152
11.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案153
11.3.1微電網(wǎng)三層控制體系153
11.3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)155
11.3.3微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)157
11.3.4配電網(wǎng)調(diào)度159
11.4微電網(wǎng)運(yùn)行159
11.4.1微電網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行159
11.4.2光伏發(fā)電運(yùn)行159
11.4.3儲(chǔ)能運(yùn)行監(jiān)控162
11.5微電網(wǎng)試驗(yàn)163
11.5.1并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)試驗(yàn)163
11.5.2離網(wǎng)運(yùn)行試驗(yàn)165
11.5.3離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)運(yùn)行試驗(yàn)165
11.5.4并網(wǎng)恢復(fù)試驗(yàn)167
11.5.5儲(chǔ)能充放電控制167
11.5.6交換功率控制168
附錄名詞術(shù)語(yǔ)中英文對(duì)照169

章節(jié)摘錄

　?。?）故障擾動(dòng)：引起電壓、頻率異常，依靠切機(jī)、減載無(wú)法恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，采用保護(hù)故障隔離措施，即下面介紹的暫態(tài)故障保護(hù)?！　∫陨贤ㄟ^(guò)對(duì)儲(chǔ)能充放電控制、DG發(fā)電控制、負(fù)荷控制，達(dá)到平滑負(fù)荷擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)電壓頻率動(dòng)態(tài)平衡，獨(dú)立微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。　　4.1.3 微電網(wǎng)暫態(tài)故障保護(hù)控制　　獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定是指系統(tǒng)在某個(gè)運(yùn)行情況下突然受到短路故障、突然斷線(xiàn)等大的擾動(dòng)后，能否經(jīng)過(guò)暫態(tài)過(guò)程達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)或恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障，若不快速切除，將不能繼續(xù)向負(fù)荷正常供電，不能繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，失去頻率穩(wěn)定性，發(fā)生頻率崩潰，從而引起整個(gè)系統(tǒng)全停電?！　?duì)獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)保持暫態(tài)穩(wěn)定的要求：主網(wǎng)配電系統(tǒng)故障，如主網(wǎng)配電系統(tǒng)的線(xiàn)路、母線(xiàn)、升壓變壓器、降壓變壓器等故障，由繼電保護(hù)裝置快速切除。　　根據(jù)獨(dú)立微電網(wǎng)故障發(fā)生時(shí)的特點(diǎn)，采用快速的分散采集和集中處理相結(jié)合的方式，由集中保護(hù)控制裝置實(shí)現(xiàn)故障后的快速自愈，取代目前常規(guī)配電網(wǎng)保護(hù)，提升電網(wǎng)自愈能力。其主要功能包括：　?。?）當(dāng)微電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，綜合配電網(wǎng)系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)電壓、電流等電量信息，自動(dòng)進(jìn)行電網(wǎng)開(kāi)關(guān)分合，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障隔離、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和供電恢復(fù)，提高用戶(hù)供電可靠性?！　。?）對(duì)多路供電路徑進(jìn)行快速尋優(yōu)，消除和減少負(fù)載越限，實(shí)現(xiàn)設(shè)備負(fù)載基本均衡?！　。?）采用區(qū)域差動(dòng)保護(hù)原理，在保護(hù)區(qū)域內(nèi)任意節(jié)點(diǎn)接入分布式電源，其保護(hù)效果和保護(hù)定值不受影響?！　。?）對(duì)故障直接定位，取消上下級(jí)備自投的配合延時(shí)，實(shí)現(xiàn)快速的負(fù)荷供電恢復(fù)，提高供電質(zhì)量?！　—?dú)立微電網(wǎng)的暫態(tài)故障保護(hù)控制大大提高了故障判斷速度，減少了停電時(shí)間，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，具體保護(hù)方案詳見(jiàn)第5章“微電網(wǎng)的保護(hù)”。　　……

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