智能电网的基础设施与并网方案

　　《智能电网的基础设施与并网方案》详细介绍了智能电网的基础设施、安全性与并网方案等。本书共分13章，内容包括需求侧能量管理、以智能FDIR与电压-无功功率优化为特征的配电自动化、高级资产管理、广域早期预警系统、可再生能源并入智能电网、电力系统改革中的微电网、智能电网环境下的电动汽车等。其中重点介绍了可再生能源、电动汽车与智能电网并网的概念，以简练的语言和代表性的实例向读者介绍智能电网的并网方案，为初识智能电网的读者提供指导。

　　Krzysztof Iniewski博士，是加拿大不列颠哥伦比亚省的Redlen技术公司研发部的经理，同时也是CMOS 新兴技术公司（www.cmoset.com）的执行董事。2004～2006年，Iniewski博士在加拿大阿尔伯塔大学的电气工程与计算机工程系担任副教授，期间他主要研究低功率无线电路与系统。此前，他曾在工业领域担任过各种技术和管理职务，研发了用于光纤网络的VLSI芯片，同时他也是多伦多大学的助理教授。迄今为止，Iniewski博士已发表100多篇学术论文，在美国、加拿大、法国、德国和日本拥有18项国际专利。

译者序 

原书前言 

第1章 需求侧能量管理1 

1.1需求侧发展2 

1.2对用户的影响3 

1.3对输/配电网的影响4 

1.4对发电厂的影响4 

1.5优化潜力4 

1.6技术挑战5 

1.7需求侧管理的要求6 

1.8大规模控制遇到的难题7 

1.9控制方法7 

1.10目标与利益相关者8 

1.11优化水平9 

1.11.1本地范围9 

1.11.2微电网9 

1.11.3虚拟发电厂9 

1.12优化工具链方法9 

1.13现有研究10 

1.14小结12 

参考文献13 

第2章 以智能FDIR与电压-无功功率优化为特征的配电自动化15 

2.1配电自动化系统架构与通信16 

2.22003年8月14日，配电自动化变化的契机17 

2.3智能配电网的产生18 

2.4什么是配电自动化18 

2.5信息技术与通信技术18 

2.6故障检测、隔离与恢复（FDIR）19 

2.6.1故障检测19 

2.6.2重合闸20 

2.6.3隔离故障20 

2.6.4恢复送电20 

2.7FDIR系统架构20 

2.8电压-无功功率优化24 

2.9小结30 

参考文献31 

第3章 高级资产管理32 

3.1老化的和正在老化的基础设施32 

3.2企业优先发展的技术33 

3.3资产健康管理(AHM)34 

3.4AHM红利34 

3.5AHM技术34 

3.6挑战35 

3.7最佳实践36 

3.8高级资产管理实践36 

3.9资产健康状态评估37 

3.10风险规划37 

3.11决策支持38 

第4章 广域早期预警系统39 

4.1引言39 

4.2加强PMU隐患评估功能42 

4.2.1魁北克水电研究所PMU/C要求和性能42 

4.2.2魁北克水电研究所PMU/C的采样性能45 

4.3PMU配置的脆弱性评估47 

4.3.1背景47 

4.3.2网络分割的扰动一致性47 

4.3.3PMU配置的模糊c-Medoids算法48 

4.4广域严重性指数50 

4.4.1参考网络50 

4.4.2时域COI引用的响应信号51 

4.4.3频域COI引用的响应信号51 

4.4.4广域严重性指数的解释和数据挖掘52 

4.4.5瞬态能量对电压的分类58 

4.5基于数据挖掘的事故预测60 

4.5.1背景60 

4.5.2数据组织培训和测试61 

4.5.3选择基于PMU的广域严重性指数功能62 

4.5.4黑盒子与可理解的预测模型训练63 

4.6系统振荡的早期检测与阻尼条件评估68 

4.6.1背景68 

4.6.2多频模态分析69 

4.6.3线性SIMO信号识别70 

4.6.4输出信号的实时模态分析图解75 

4.7小结80 

参考文献81 

第5章 可再生能源并入智能电网84 

5.1智能电网并网85 

5.2智能电网发展助力风电技术86 

5.3智能电网背景下的风能87 

5.4涡轮机解决方案：智能风电变流器91 

5.5塔内：中压开关设备94 

5.6电网互联解决方案95 

5.6.1交流：交流风电互联解决方案95 

5.6.2直流：用于海上的HVDC输电互联96 

5.7支持电网运行：风能SVC与储能98 

5.8风电总结99 

5.9太阳能在智能电网中的应用99 

5.10光伏电站的一般注意事项100 

5.11太阳能光伏发电102 

5.12并网电厂102 

5.13电力生产与存储的间歇性103 

5.14光伏组件的电压-电流特性104 

5.15预计每年能源产量106 

5.16面板的倾斜和方向106 

5.17光伏电站的电压和电流107 

5.18连接电网和能量测量107 

5.19小结108 

参考文献109 

第6章 电力系统改革中的微电网110 

6.1什么是微电网110 

6.2微电网的优势112 

6.3微电网的架构与设计113 

6.4微电网对电力系统有重要意义吗117 

6.5小结118 

参考文献118 

第7章 通过智能链接增强辐射型配电网中可再生能源的并网119 

7.1引言119 

7.2辐射型配电网中的直流连接器120 

7.3背靠背VSC拓扑结构122 

7.4常规优化框架126 

7.4.1目标函数127 

7.4.2直流连接器模型128 

7.4.3网络约束128 

7.5结论129 

7.5.1使用直流连接器用于降损130 

7.5.2使用直流连接器提高负荷水平132 

7.5.3使用直流连接器提高DG渗透功率133 

7.5.4经济评估134 

7.6小结136 

致谢137 

参考文献137 

第8章 智能微电网中基于电压控制的分布式发电机组及主动负荷139 

8.1引言139 

8.2分布式发电机组的控制策略141 

8.2.1基于通信的分布式发电机组控制141 

8.2.2不含通信的分布式发电机组控制141 

8.3主动负荷的控制策略144 

8.3.1基于通信的主动负荷控制145 

8.3.2不含通信的有效负荷控制146 

8.3.3一次与二次主动负荷控制148 

8.4智能微电网150 

8.5小结151 

致谢152 

参考文献152 

第9章智能电网环境下的电动汽车154 

9.1引言154 

9.1.1电动汽车用于削峰填谷154 

9.1.2控制装置156 

9.1.3电池退化159 

9.2储能市场管理159 

9.2.1德国辅助服务市场160 

9.2.2电动汽车的正调控161 

9.2.3电动汽车的负调控161 

9.3动态仿真方法162 

9.3.1动态方法的结果163 

9.3.2车辆池大小的影响163 

9.3.3持续报价时间的影响163 

9.3.4所需调度时间的影响164 

9.3.5并网车辆功率调度的意义165 

9.4电力市场167 

9.4.1出力波动性的影响167 

9.4.2智能电网设备的收益潜力169 

9.5小论170 

致谢172 

参考文献172 

第10章 绿色建筑中带有智能环境温度传感器的低压直流节能LED照明系统174 

10.1引言174 

10.2低压直流微电网175 

10.2.1交流电网与直流电网技术175 

10.2.2低压直流输电的新标准176 

10.3LED固态照明系统178 

10.4智能绿色建筑中的智能无线传感器系统179 

10.4.1无线传感器系统与传感器技术概述180 

10.5案例分析：绿色建筑中带有智能环境控制传感器的低压直流节能LED照明系统182 

10.6LED照明仿真 183 

10.7低压直流电网供电的LED照明系统的应用案例187 

10.8绿色建筑中智