微電網(wǎng)技術(shù)及工程應(yīng)用

內(nèi)容概要

本書是《智能電網(wǎng)系列書》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)成為世界各國關(guān)注的熱點。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)工作中的實踐撰寫了本書。本書全面系統(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)、實用設(shè)計方法和原則，同時對典型工程設(shè)計實例進(jìn)行了講解和分析。全書共11章，內(nèi)容包括微電網(wǎng)概述、微電網(wǎng)的構(gòu)成與分類、微電網(wǎng)與分布式發(fā)電、微電網(wǎng)的控制及運行、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)工程實例。
    本書內(nèi)容全面、通俗易懂，對普及微電網(wǎng)技術(shù)將起到很好的推動作用。本書旨在為本領(lǐng)域的同行提供可借鑒的相關(guān)理論和經(jīng)驗，共同探索微電網(wǎng)理論研究、技術(shù)發(fā)展及工程應(yīng)用等實際問題。

作者簡介

許繼集團(tuán)有限公司執(zhí)行董事、總經(jīng)理、黨委副書記，國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)委員會委員，中國繼電保護(hù)及自動化設(shè)備協(xié)會理事長，中國電器工業(yè)協(xié)會常務(wù)理事，中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會理事，中國企業(yè)聯(lián)合會、中國企業(yè)家協(xié)會常務(wù)理事，河南省高級技術(shù)職稱評審委員會委員，河南工業(yè)大學(xué)碩士生導(dǎo)師，鄭州大學(xué)兼職教授，享受國務(wù)院政府特殊津貼專家，先后榮獲“全國勞動模范”、“全國優(yōu)秀企業(yè)家”、“河南省首屆經(jīng)濟(jì)人物”等榮譽稱號。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)、電動汽車充換電站技術(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，教授級高工。主要研究方向為電力系統(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)。出版專著《光纖電流差動保護(hù)及通道試驗技術(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。主要研究方向為電力系統(tǒng)控制與保護(hù)、智能電網(wǎng)規(guī)劃、新能源接入、電動汽車充換電站技術(shù)、分布式發(fā)電與微電網(wǎng)技術(shù)，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物中發(fā)表論文數(shù)十篇。

書籍目錄

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國外微電網(wǎng)現(xiàn)狀及分析3
1.3國內(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)的運行模式15
2.3.1并網(wǎng)運行16
2.3.2離網(wǎng)運行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24
2.6微電網(wǎng)的分類25
2.6.1按功能需求分類25
2.6.2按用電規(guī)模分類26
2.6.3按交直流類型分類27
第3章微電網(wǎng)與分布式發(fā)電30
3.1概念及特點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儲能45
第4章微電網(wǎng)的控制及運行50
4.1獨立微電網(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)的運行66
4.4.1微電網(wǎng)并網(wǎng)運行67
4.4.2微電網(wǎng)離網(wǎng)運行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)對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響73
5.2.4微電網(wǎng)對常規(guī)低壓配電線路保護(hù)的影響75
5.3微電網(wǎng)運行保護(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（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97
6.2微電網(wǎng)能量管理100
6.2.1分布式發(fā)電預(yù)測100
6.2.2負(fù)荷預(yù)測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單獨配置的濾波技術(shù)136
9.2微電網(wǎng)的無源濾波技術(shù)136
9.2.1無源濾波器基本原理136
9.2.2無源濾波器的設(shè)計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)工程實例152
11.1項目背景152
11.2項目概述152
11.3系統(tǒng)設(shè)計方案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)運行159
11.4.1微電網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)運行159
11.4.2光伏發(fā)電運行159
11.4.3儲能運行監(jiān)控162
11.5微電網(wǎng)試驗163
11.5.1并網(wǎng)轉(zhuǎn)離網(wǎng)試驗163
11.5.2離網(wǎng)運行試驗165
11.5.3離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)運行試驗165
11.5.4并網(wǎng)恢復(fù)試驗167
11.5.5儲能充放電控制167
11.5.6交換功率控制168
附錄名詞術(shù)語中英文對照169

章節(jié)摘錄

　?。?）故障擾動：引起電壓、頻率異常，依靠切機(jī)、減載無法恢復(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)。　　以上通過對儲能充放電控制、DG發(fā)電控制、負(fù)荷控制，達(dá)到平滑負(fù)荷擾動，實現(xiàn)微電網(wǎng)電壓頻率動態(tài)平衡，獨立微電網(wǎng)穩(wěn)定運行。　　4.1.3 微電網(wǎng)暫態(tài)故障保護(hù)控制　　獨立微電網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定是指系統(tǒng)在某個運行情況下突然受到短路故障、突然斷線等大的擾動后，能否經(jīng)過暫態(tài)過程達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)或恢復(fù)到原來的狀態(tài)。獨立微電網(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)定運行，失去頻率穩(wěn)定性，發(fā)生頻率崩潰，從而引起整個系統(tǒng)全停電?！　Κ毩⑽㈦娋W(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)的線路、母線、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?！　「鶕?jù)獨立微電網(wǎng)故障發(fā)生時的特點，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：　　（1）當(dāng)微電網(wǎng)發(fā)生故障時，綜合配電網(wǎng)系統(tǒng)各節(jié)點電壓、電流等電量信息，自動進(jìn)行電網(wǎng)開關(guān)分合，實現(xiàn)電網(wǎng)故障隔離、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和供電恢復(fù)，提高用戶供電可靠性。　?。?）對多路供電路徑進(jìn)行快速尋優(yōu)，消除和減少負(fù)載越限，實現(xiàn)設(shè)備負(fù)載基本均衡?！　。?）采用區(qū)域差動保護(hù)原理，在保護(hù)區(qū)域內(nèi)任意節(jié)點接入分布式電源，其保護(hù)效果和保護(hù)定值不受影響。　?。?）對故障直接定位，取消上下級備自投的配合延時，實現(xiàn)快速的負(fù)荷供電恢復(fù)，提高供電質(zhì)量?！　—毩⑽㈦娋W(wǎng)的暫態(tài)故障保護(hù)控制大大提高了故障判斷速度，減少了停電時間，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，具體保護(hù)方案詳見第5章“微電網(wǎng)的保護(hù)”。　　……

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