微电网是实现分布式电源高效利用的重要途径，其研究和发展受到广泛关注。因微电网内分布式电源种类繁多、运行模式多样，传统电力系统的运行控制方法已不能完全适用和满足微电网控制要求。本书旨在介绍微电网分布式控制理论与方法，探究微电网多源协同控制体系，以期推动微电网控制理论和技术的发展。全书共9章，第1章介绍微电网的概念和分布式控制特征；第2~3章介绍典型分布式电源建模方法和微电网基础控制方法；第4~5章介绍微电网分层控制和传统控制方法；第6章介绍微电网分布式一致性控制策略；第7章阐述微电网分布式控制结构和控制器参数优化方法；第8章介绍微电网分布式预测一致性控制策略；第9章介绍微电网分布式控制器硬件在环实时仿真。
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目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 微电网研究背景 4
1.2.1 微电网分类 4
1.2.2 国内外微电网研究现状 8
1.3 微电网关键技术 11
1.4 微电网分布式控制 15
1.4.1 微电网分层控制 15
1.4.2 一致性理论及其应用 17
1.4.3 微电网分布式协同控制的研究现状 18
参考文献 21
第2章 分布式电源建模 31
2.1 风力发电系统 31
2.2 光伏发电系统 36
2.3 微型燃气轮机发电系统 41
2.3.1 单轴式微型燃气轮机 41
2.3.2 分轴式微型燃气轮机 44
2.4 储能系统 44
2.4.1 储能系统分类 44
2.4.2 储能系统并网控制模型 50
2.5 其他分布式发电类型 52
2.5.1 燃料电池 52
2.5.2 生物质发电 52
2.5.3 地热能发电 54
2.5.4 海洋能发电 54
参考文献 55
第3章 微电网基础控制 60
3.1 微电网控制模式 60
3.1.1 主从控制模式 60
3.1.2 对等控制模式 61
3.2 逆变器控制方法 62
3.2.1 恒功率控制 65
3.2.2 恒压/恒频控制 66
3.2.3 下垂控制 67
3.2.4 虚拟同步发电机控制 76
3.3 微电网运行模式平滑切换 87
3.3.1 基于主从控制的微电网运行模式平滑切换 88
3.3.2 基于对等控制的微电网运行模式平滑切换 92
参考文献 100
第4章 微电网分层控制结构及方法 106
4.1 微电网分层控制结构 106
4.2 微电网二次控制 108
4.2.1 微电网二次频率控制 109
4.2.2 微电网二次电压控制 111
4.2.3 微电网二次控制方式 119
4.3 微电网三次控制 121
参考文献 123
第5章 微电网集中式和分散式控制 126
5.1 微电网集中式控制 126
5.1.1 集中式控制方法 126
5.1.2 算例分析 128
5.2 微电网分散式控制 131
5.2.1 分散式控制方法 131
5.2.2 算例分析 141
参考文献 146
第6章 微电网分布式一致性控制 150
6.1 概述 150
6.2 分布式一致性理论 151
6.3 微电网平均一致性控制 153
6.3.1 微电网平均一致性控制的基本结构 153
6.3.2 基于平均一致性的分布式信息交互 154
6.3.3 基于平均一致性的分布式协同频率控制 157
6.3.4 算例分析 160
6.4 微电网牵制一致性控制 169
6.4.1 固定通信拓扑结构 170
6.4.2 不确定通信拓扑结构 173
6.4.3 分布式协同控制流程 175
6.4.4 算例分析 176
参考文献 182
第7章 微电网分布式协同控制策略优化 185
7.1 概述 185
7.2 微电网分布式协同电压控制 186
7.3 微电网分布式控制结构优化 189
7.3.1 分布式通信拓扑优化 189
7.3.2 算例分析 192
7.4 微电网分布式控制器参数优化 196
7.4.1 微电网闭环小信号动态建模 196
7.4.2 考虑动态收敛性能的控制器参数优化 200
7.4.3 考虑通信延时鲁棒性的控制器参数优化 203
7.4.4 算例分析 207
参考文献 213
第8章 微电网分布式预测一致性控制 217
8.1 分布式智能一致性控制 217
8.1.1 分布式有限时间一致性控制 217
8.1.2 分布式滑模一致性控制 219
8.1.3 分布式鲁棒一致性控制 222
8.1.4 分布式预测一致性控制 224
8.2 微电网分布式线性预测控制 227
8.2.1 分布式有限时间观测器 227
8.2.2 基于辅助预测项的分布式预测控制 228
8.2.3 算例分析 234
8.3 微电网分布式非线性预测控制 240
8.3.1 逆变器型分布式电源大信号模型 240
8.3.2 输入输出反馈线性化 242
8.3.3 基于输入输出反馈线性化的分布式预测控制 243
8.3.4 算例分析 248
参考文献 253
第9章 微电网分布式控制器硬件在环实时仿真 257
9.1 概述 257
9.2 微电网分布式控制数模混合实时仿真 258
9.2.1 数模混合实时仿真技术 258
9.2.2 控制器硬件在环实时仿真架构 260
9.2.3 控制器硬件在环实时仿真流程 263
9.3 微电网分布式控制实时仿真测试 264
9.3.1 仿真测试平台 264
9.3.2 仿真测试算例 267
参考文献 271
附录A 变量坐标变换 273
A.1 abc 坐标系与 dq0 坐标系之间的变量坐标变换 273
A.2 abc 坐标系与 αβ0 坐标系之间的变量坐标变换 276
A.3 αβ0 坐标系与 dq0 坐标系之间的变量坐标变换 277
附录B 锁相环结构 279
附录C 典型微电网算例系统 282
C.1 CIGRE 微电网算例系统 282
C.2 CERTS 微电网算例系统 283
C.3 鹿西岛微电网示范工程 284
参考文献 286
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