区域智能电网的规划方法

第1章 概述 （1）

1.1 区域智能电网的基本概念 （1）

1.1.1 智能电网的特征 （1）

1.1.2 区域智能电网的内涵 （5）

1.1.3 区域智能电网规划的原则、分类与基本流程 （11）

1.2 区域智能电网发展面临的挑战 （18）

1.2.1 送端区域智能电网发展面临的问题与挑战 （18）

1.2.2 智慧城市发展面临的问题与挑战 （21）

1.2.3 受端区域智能电网发展面临的问题与挑战 （24）

第2章 区域智能电网规划方法的研究现状 （27）

2.1 含有不确定性因素的智能电网规划 （27）

2.1.1 不确定性因素的概率特性建模方法 （27）

2.1.2 区域智能电网不确定性规划研究现状 （30）

2.2 区域智能电网的主动规划及控制策略 （32）

2.2.1 区域智能电网主动控制手段及策略 （32）

2.2.2 区域智能电网主动规划研究现状 （34）

2.3 区域智能电网的拓展规划方法 （37）

第3章 区域智能电网随机因素的概率特性及相关性建模 （41）

3.1 区域智能电网中存在的多元随机因素分析 （41）

3.1.1 间歇式新能源发电的随机特性及其对规划的影响 （42）

3.1.2 设备与网络运行状态的随机特性及其对规划的影响 （43）

3.1.3 负荷与需求侧响应的随机特性及其对规划的影响 （43）

3.1.4 信息物理系统的随机特性及其对规划的影响 （44）

3.1.5 多能量流耦合的随机特性及其对规划的影响 （46）

3.1.6 区域智能电网中多元随机因素的交互机理 （47）

3.2 多元随机因素概率密度的统一数学表达模型构建 （48）

3.2.1 单变量非参数核密度估计模型 （50）

3.2.2 带宽优化模型及其自适应修正策略 （51）

3.2.3 单一风电场的风功率概率密度模型构建及验证 （54）

3.3 多元随机因素的联合概率密度模型构建 （56）

3.3.1 多变量非参数核密度估计模型 （56）

3.3.2 带宽优化模型及其自适应修正策略 （58）

3.3.3 多风电场的风功率联合概率密度模型构建及验证 （61）

第4章 区域智能电网的互动机理及动态响应特性 （68）

4.1 区域智能电网源荷互动策略的内涵及分类 （68）

4.1.1 源荷互动的内涵 （68）

4.1.2 源荷互动的分类 （69）

4.2 区域智能电网源荷互动策略的动态响应特性 （70）

4.2.1 基于价格的需求响应动态特性 （70）

4.2.2 基于激励的需求响应动态特性 （76）

4.3 源荷互动对电网规划的影响 （81）

4.3.1 削峰填谷、延缓电网投资，提高规划的经济性 （81）

4.3.2 改善电网运行安全性和可靠性的手段多元化 （81）

4.3.3 引入更多不确定性因素 （82）

第5章 面向送端区域智能电网的不确定性规划方法 （84）

5.1 基于Cholesky分解的随机因素相关性处理 （84）

5.2 随机因素的不确定性参数集 （86）

5.3 结果分析 （96）

第6章 面向受端区域智能电网的主动规划方法 （115）

6.1 规划模型 （116）

6.1.1 DG投资运营商的规划模型 （116）

6.1.2 配电网投资运营商的规划模型 （117）

6.1.3 电力用户的规划模型 （119）

6.2 模型求解 （121）

6.2.1 最优规划策略 （121）

6.2.2 求解步骤 （121）

6.3 结果分析 （122）

6.3.1 参数设置 （122）

6.3.2 规划结果及分析 （124）

第7章 面向智慧城市的区域智能电网多主体博弈拓展规划方法 （127）

7.1 各主体传递关系 （127）

7.2 多主体博弈行为分析 （129）

7.2.1 静态博弈分析 （129）

7.2.2 动态博弈分析 （130）

7.2.3 动-静态联合博弈分析 （132）

7.3 求解流程 （133）

7.4 结果分析 （135）

7.4.1 参数设置 （135）

7.4.2 仿真结果及分析 （136）

参考文献 （142） 2100433B

本书从区域智能电网的基本概念开始，系统介绍了区域智能电网发展所面临的挑战，分析了区域智能电网规划的研究现状，让读者首先能够对该领域有一个系统的了解，再进行深入学习。然后分析了影响区域智能规划的相关因素，并进行了相关性建模。在这个基础上，将区域智能电网的规划方法分为以下部分进行介绍：面向送端区域智能电网的不确定性规划方法；面向受端区域智能电网的主动规划方法；面向智慧城市的多主体博弈拓展规划方法。本书意在让读者尽快了解区域智能电网的规划方法，从基础理论、模型构建、求解方法多个角度论述，并进行了实例验证，帮助读者理解和掌握本书的要点。各章节之间既相互独立又相互联系，读者可根据自己的需要选择性阅读。

《区域智能电网技术》紧随靠前发展动向，反映了当今在工程研制中的很新研究成果，图文数据、技术方法经得起推敲和检验，对智能电网一线科研和工程人员具有直接指导作用，能积极推进我国智能电网技术的发展，以及与靠前接轨，具有很高的学术及应用价值。能为智能电网专业的发展，进而对全社会节能减排和可持续发展起到积极作用。

第1章 概述

1．1 含高比例可再生电源区域电网面临的挑战

1．2 区域智能电网技术的发展趋势

参考文献

第2章 配合大规模风电并网的风一燃互补发电控制技术

2．1 风电出力特性与预测模型

2．1．1 风电出力特性建模

2．1．2 风电出力的超短期组合预测模型

2．2 燃气-蒸汽联合循环机组的控制特性

2．2．1 CCGT的控制系统建模

2．2．2 CCGT的动态响应特性

2．2．3 CCGT与风电的互补能力评价

2．3 风-燃互补联合发电控制策略

2．3．1 双层复合控制架构设计

2．3．2 燃机基准功率的最优化计算

2．3．3 风-燃互补发电的实时优化

2．4 风-燃互补发电控制案例分析及仿真

参考文献

第3章 风-光-电池储能互补发电控制技术

3．1 电池储能系统的控制模型

3．1．1 考虑多因素聚合的储能电池寿命建模

3．1．2 BEss综合控制模型

3．2 储能-可再生能源联合发电优化控制

3．2．1 平抑波动控制算法

3．2．2 基于状态量预测的波动平抑与有功调度控制策略

3．2．3 提高寿命和效率的BESS模糊变步长优化控制方法

3．2．4 多运行模式下的BESS无功电压控制策略

3．3 风-储一体化风电机组及其控制

3．3．1 全功率变换风储一体化机组

3．3．2 风储一体化双馈风电机组

参考文献

第4章 电池储能主导的微电网技术

4．1 微电网中的电池储能系统

4．1．1 电池储能系统关键技术

4．1．2 微网中电池储能变流器的传统控制方法

4．1．3 微网的传统控制结构

4．1．4 储能系统的虚拟同步发电机控制

4．2 电池储能系统的虚拟同步发电机控制

4．2．1 电池储能系统VSG控制的整体架构

4．2．2 VSG内特性的实现

4．2．3 VSG外特性的实现

4．2．4 电池储能变流器底层电压电流闭环设计

4．2．5 基于VSG控制的电池储能系统单机运行分析

4．2．6 基于VsG控制的电池储能系统作为主电源时微网的运行分析

4．2．7 微网的并网/孤岛运行模式切换

4．3 VSG控制稳定性分析与参数设计

4．3．1 VSG控制的小信号稳定分析

4．3．2 VSG关键参数的设计

4．4 系统仿真与实验验证

4．4．1 系统仿真

4．4．2 实验研究

4．4．3 基于RTDS的光-储微电网稳态运行实时仿真分析

4．4．4 基于RTDs的光-储微电网暂态运行实时仿真分析

参考文献

第5章 微能源网优化运行技术

5．1 智能能源网内的分布式能源

5．1．1 智能能源网的基本结构

5．1．2 离心式电制冷机组

5．1．3 冰蓄冷系统

5．1．4 冷热电三联供系统

5．1．5 地源热泵系统和油气两用锅炉

5．2 基于混合整数规划的微能源网稳态调度策略

5．2．1 智能能源网稳态经济优化调度策略设计

5．2．2 联合供冷系统稳态调度算法

5．2．3 算例仿真

5．3 基于分布式预测控制的微能源网动态调度策略

5．3．1 分布式预测控制概述

5．3．2 多制冷机供冷系统分布式预测控制设计

5．3．3 算例分析

5．4 基于滚动优化的微能源网管理策略

5．4．1 能量管理系统的结构和模型

5．4．2 考虑需求侧资源的能源管理系统

参考文献

第6章 用户端源-储-荷互动技术

6．1 用户端光储-体化电能系统

6．1．1 系统总体拓扑结构

6．1．2 能量管理策略

6．2 用户端日前能量管理策略

6．2．1 四种负荷类型及其模型建立

6．2．2 市场电价机制与电价函数

6．2．3 基于用户收益最大化的日前能量管理策略

6．3 用户端日内调节策略

6．3．1 用户端多时间尺度优化控制方案

6．3．2 基于有效功率偏差模糊控制的日内小时级优化

6．3．3 基于变时间常数滤波算法的日内分钟级优化

6．4 仿真分析与验证

6．4．1 用户端日前能量管理的规划结果与分析

6．4．2 日内双时间尺度优化策略的控制效果与分析

参考文献

第7章 区域电网纵横向互动控制技术

7．1 纵横互动结构体系

7．1．1 高比例可再生能源的分层消纳方案

7．1．2 横向互动与纵向互动的总体架构

7．1．3 统一信息支撑平台与综合能量管理系统

7．2 横向互动与频率支撑

7．3 纵向互动与高效消纳

7．3．1 配电层与用电层的互动控制

7．3．2 配电层与输电层互动控制

7．3．3 基于NSGA-Ⅱ改进的PSO求解算法

7．4 仿真分析与验证

7．4．1 横向互动的仿真结果与分析

7．4．2 纵向互动的仿真结果与分析

参考文献

第8章 风光高渗透区域智能电网案例分析

8．1 示范工程总体架构

8．2 各层示范应用与现场运行效果

8．2．1 输电层风-燃互补发电示范

8．2．2 配电层风电场储能并网示范

8．2．3 用电层智能用电示范

8．3 电网分层横纵向互动示范应用

参考文献

附录

附录A 燃气-蒸汽联合循环机组主要参数

附录B 风电场储能并网系统主要参数

附录C 各电制冷机空调工况运行数据

附录D 双工况电制冷机制冰工况运行数据

附录E 负荷数据

附录F 含风-光-荷-储的用户端主要参数

附录G 区域电网的主要拓扑结构

索引

内容介绍

《生态城市的概念、原理与规划方法》是在我于中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室攻读博士学位期间所著博士论文的基础上改写而成的。在研究过程中得到多位老师、同学、同事、朋友的帮助，我谨记在心。适逢我在日本东京大学留学时的校友刘域先生和UAA博士团基金会提供赞助，使《生态城市的概念、原理与规划方法》得以出版。

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