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微电网等效建模理论与方法

作者：蔡昌春著

出版社：电子工业出版社

出版时间：2020-10-01

ISBN：9787121374272

定价：¥89.00

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内容简介

　　本书主要内容分为三部分：第一部分主要介绍微电网发展相关理论基础，主要由分布式电源及其控制系统建模：包括风、光、储、荷等微电网内部元件模型结构、运行特性；第二部分主要介绍基于机理模型的微电网等效建模，包括微电网整体等效简化方法和微电网等效模型及其参数辨识；第三部分主要介绍基于非机理模型的微电网等效建模，包括神经网络建模方法、特征模型建模方法等。

作者简介

　　蔡昌春，男，博士，副教授。1981年6月19日生于浙江乐清。分别于2003年6月、2007年4月、2012年6月在河海大学获得本科、硕士、博士学位。2016―2017年在美国田纳西大学美国能源局大电网研究中心访问。长期从事分布式发电系统建模、微电网运行控制、智慧能源、能源互联网等方面研究，参加国家863、973、自然科学基金等科研项目，申请发明专利10多项，授权6项，获授权实用新型专利6项。

第 1 章绪论??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1．1 引言?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1
1．2 微电网发展概述??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2
1．2．1 国外微电网技术的发展 ??????????????????????????????????????????????????????????2
1．2．2 国内微电网技术的发展 ??????????????????????????????????????????????????????????6
1．3 微电网建模研究概述??????????????????????????????????????????????????????????????????????????9
1．3．1 微电网建模难点??????????????????????????????????????????????????????????????????????9
1．3．2 微电网建模趋势????????????????????????????????????????????????????????????????????11
参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12
第 2 章微电网建模理论与方法?????????????????????????????????????????????????????????????????????14
2．1 引言???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14
2．2 微电网元件模型????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14
2．2．1 风力发电系统????????????????????????????????????????????????????????????????????????14
2．2．2 光伏发电系统????????????????????????????????????????????????????????????????????????19
2．2．3 燃气轮机发电系统????????????????????????????????????????????????????????????????21
2．2．4 储能系统????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23
2．2．5 负荷 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24
2．3 微电网建模相关理论????????????????????????????????????????????????????????????????????????27
2．3．1 可辨识性分析定义????????????????????????????????????????????????????????????????27
2．3．2 可辨识性分析方法????????????????????????????????????????????????????????????????29
参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33
第 3 章微电网元件频率特性建模 ?????????????????????????????????????????????????????????????????36
3．1 引言???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36
3．2 考虑频率特性的感应电机模型?????????????????????????????????????????????????????????36
3．2．1 Park 模型 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36
3．2．2 等效模型????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41
3．2．3 算例分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43
3．3 微电网负荷频率建模????????????????????????????????????????????????????????????????????????49
3．3．1 考虑频率特性的负荷模型 ????????????????????????????????????????????????????50
3．3．2 负荷模型的参数辨识 ????????????????????????????????????????????????????????????50
3．3．3 算例分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????53
参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????56
第 4 章微电网并网等效建模的化简方法??????????????????????????????????????????????????????58
4．1 引言???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????58
4．2 微电网系统及其仿真????????????????????????????????????????????????????????????????????????58
4．2．1 微电网系统????????????????????????????????????????????????????????????????????????????58
4．2．2 仿真分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????59
4．3 微电网等效化简????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????65
4．3．1 网络化简????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????65
4．3．2 元件参数化简????????????????????????????????????????????????????????????????????????67 ?VII．
4．4 算例分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????76
参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????81
第 5 章基于物理模型的微电网等效建模??????????????????????????????????????????????????????83
5．1 引言???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????83
5．2 微电网并网机理等效模型 ????????????????????????????????????????????????????????????????83
5．2．1 等效电机元件????????????????????????????????????????????????????????????????????????85
5．2．2 等效静态元件????????????????????????????????????????????????????????????????????????89
5．2．3 微电网等效模型????????????????????????????????????????????????????????????????????89
5．3 微电网等效模型参数辨识 ????????????????????????????????????????????????????????????????91
5．3．1 模型参数????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????91
5．3．2 励磁电压等效????????????????????????????????????????????????????????????????????????92
5．3．3 参数辨识????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????93
5．4 算例分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????99
5．4．1 参数灵敏度分析????????????????????????????????????????????????????????????????????99
5．4．2 模型参数辨识??????????????????????????????????????????????????????????????????????105
参考文献??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????109
第 6 章人工神经网络的微电网等效建模????????????????????????????????????????????????????110
6．1 引言?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????110
6．2 人工神经网络??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????110
6．2．1 人工神经网络概念??????????????????????????????????????????????????????????????110
6．2．2 RBF 人工神经网络?????????????????????????????????????????????????????????????．111
6．3 RBF 人工神经网络的微电网等效建模 ??????????????????????????????????????????113
6．3．1 RBF 人工神经网络微电网等效模型???????????????????????????????????114
6．3．2 RBF 人工神经网络微电网等效建模过程???????????????????????????115
6．3．3 算例分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????116
6．4 模糊 RBF 人工神经网络的微电网建模??????????????????????????????????????????122
6．4．1 模糊 RBF 人工神经网络概念?????????????????????????????????????????????122
6．4．2 改进细菌觅食算法??????????????????????????????????????????????????????????????123
6．4．3 建模过程??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????125
6．4．4 算例分析??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????128
参考文献??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????133
第 7 章基于 LSTM 神经网络的微电网等效建模 ???????????????????????????????????????135
7．1 引言?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????135
7．2 LSTM 神经网络??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????136
7．2．1 LSTM 神经网络结构???????????????????????????????????????????????????????????136
7．2．2 LSTM 神经网络计算过程???????????????????????????????????????????????????137
7．3 微电网等效建模??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????140
7．3．1 等效建模过程??????????????????????????????????????????????????????????????????????140
7．3．2 神经网络训练??????????????????????????????????????????????????????????????????????141
7．4 微电网运行的多场景划分 ??????????????????????????????????????????????????????????????143
7．4．1 基于马尔可夫链的场景划分???????????????????????????????????????????????143
7．4．2 基于 K-means 聚类的场景消减 ??????????????????????????????????????????144
7．5 仿真算例 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????146
7．5．1 微电网运行场景构建 ??????????????????????????????????????????????????????????146
7．5．2 不同场景下微电网等效建模???????????????????????????????????????????????152
参考文献??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????156
第 8 章基于特征模型的微电网等效建模????????????????????????????????????????????????????157
8．1 引言?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????157
8．2 系统特征建模??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????157
8．2．1 系统特征模型??????????????????????????????????????????????????????????????????????159
8．2．2 模型系数??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????160
8．2．3 基于多变量系统的特征模型???????????????????????????????????????????????161
8．3 微电网等效建模??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????162
8．3．1 微电网系统模型??????????????????????????????????????????????????????????????????162
8．3．2 微电网特征建模??????????????????????????????????????????????????????????????????163
8．3．3 等效模型参数辨识??????????????????????????????????????????????????????????????165
8．4 算例分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????166
8．4．1 测量数据采集??????????????????????????????????????????????????????????????????????166
8．4．2 特征建模过程??????????????????????????????????????????????????????????????????????167
参考文献??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????169

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