电力储能技术及应用PDF电子书下载

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第1篇 概论 1

第1章 储能在电力系统中的作用 3

1.1 参与电力系统辅助服务 3

1.2 参与电力系统调峰 5

1.2.1 常规调峰手段 5

1.2.2 用户侧储能调峰 6

1.3 提高可再生能源发电消纳能力 8

1.3.1 改善可再生能源发电特性 8

1.3.2 通过时移消纳弃风弃光 9

1.3.3 提高电力系统的供电充裕度 10

1.4 延缓输配线路升级改造 11

1.5 分布式发电和微电网 13

1.6 主辅结合，展现储能多重价值 14

第2章 主要电力储能技术 16

2.1 抽水蓄能 16

2.2 压缩空气储能 17

2.3 电化学储能 18

2.4 飞轮储能 21

2.5 超级电容器 22

2.6 超导储能 23

2.7 其他 24

第2篇 电力储能系统 25

第3章 电池储能系统 27

3.1 电池储能系统组成 27

3.2 储能PCS主电路拓扑 32

3.2.1 基于△／？变压器拓扑 33

3.2.2 三单相变压器组合式拓扑 33

3.2.3 基于直流母线分裂电容拓扑 34

3.2.4 三相四桥臂拓扑 34

3.2.5 基于级联H桥的中高压拓扑 34

3.3 储能PCS控制技术 35

3.3.1 PCS数学模型 36

3.3.2 V/f控制 45

3.3.3 PQ控制 46

3.3.4 下垂控制 47

第4章 飞轮储能系统 50

4.1 飞轮储能系统的结构 50

4.2 飞轮储能系统的主电路拓扑 51

4.2.1 主电路拓扑 51

4.2.2 永磁同步电机数学模型 52

4.2.3 电机侧控制器参数设计与稳定性 52

4.3 飞轮储能系统的运行控制 55

4.3.1 并网准备 55

4.3.2 并网运行 56

4.3.3 飞轮储能实验 56

第5章 复合储能系统 66

5.1 复合储能的提出 66

5.2 复合储能系统模型与分析 67

5.2.1 复合储能系统建模 67

5.2.2 功率能力的提高 69

5.2.3 内部损耗的降低 72

5.2.4 运行时间的延长 75

5.3 复合储能的控制策略 76

5.3.1 直接并联复合储能系统 76

5.3.2 通过电感器并联复合储能系统 77

5.3.3 有源式复合储能系统 78

5.4 复合储能应用案例 81

第6章 储能系统的大数据分析 86

6.1 大数据技术及其在储能中的运用 86

6.2 储能系统的数据分析 88

6.2.1 铅碳电池 89

6.2.2 BMS数据 91

6.2.3 PCS数据 94

6.2.4 储能系统数据采集及数据特点 97

6.3 基于聚类的储能系统数据分析方法 98

6.3.1 储能大数据分析思路 98

6.3.2 聚类算法介绍 99

6.4 储能大数据应用案例 104

6.4.1 数据预处理 104

6.4.2 数据清洗 105

6.4.3 初步统计 107

6.4.4 聚类的预处理——权重分配 109

6.4.5 聚类的预处理——手肘法确定聚类数 112

6.4.6 k-means聚类结果 115

6.4.7 电池健康状态分化 120

第3篇 储能在电力系统中的应用 125

第7章 储能在微电网中的应用 127

7.1 微电网中储能的作用和微电网的主要应用形态 127

7.1.1 微电网中储能的作用 128

7.1.2 微电网的主要应用形态 131

7.2 基于储能的微电网并／离网控制 132

7.2.1 并网运行控制 133

7.2.2 离网运行控制 134

7.2.3 并／离网切换控制 142

7.3 基于储能的微电网对等控制 146

7.3.1 对等控制 146

7.3.2 改进下垂控制 148

7.3.3 主从下垂控制 158

7.4 微电网应用案例 163

第8章 储能用于可再生能源波动平抑 166

8.1 风电功率波动特征及其影响分析 166

8.1.1 风电功率波动特征分析与建模 166

8.1.2 风电功率波动对系统频率和电压的影响 175

8.1.3 风电功率波动对系统低频振荡的影响 181

8.2 储能平滑风电有功功率波动 187

8.2.1 多类型储能平抑风电功率波动的总体架构 188

8.2.2 基于一阶低通滤波器的储能控制 189

8.2.3 基于模型预测控制的储能控制 194

第9章 风储联合参与系统调频调压 204

9.1 风储联合参与系统调频 204

9.1.1 电力系统调频 204

9.1.2 风电机组调频 207

9.1.3 储能参与风电调频 211

9.1.4 风储联合调频控制 212

9.2 风储联合参与系统调压 214

9.2.1 电力系统调压 214

9.2.2 风电机组调压 216

9.2.3 风储联合调压控制 219

9.3 风储联合参与系统调频调压 220

9.3.1 风储联合调频调压方案 220

9.3.2 风储联合调频调压控制策略 222

9.3.3 风储联合调频调压案例 224

第10章 基于储能的虚拟电厂 231

10.1 虚拟电厂概述 231

10.2 虚拟电厂资源模型 234

10.2.1 可控电源模型 234

10.2.2 不可控电源模型 235

10.2.3 可中断负荷模型 236

10.2.4 储能系统模型 236

10.2.5 其他资源 237

10.3 考虑不确定性的VPP优化调度 237

10.3.1 两阶段分布鲁棒优化模型 238

10.3.2 求解算法 241

10.3.3 虚拟电厂案例 242

参考文献 247

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