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風力發電建模與并網穩定性分析
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文后
本書系統性地介紹了目前主流的新能源發電并網穩定性分析方法,詳細介紹了基于阻抗分析的新能源電力系統模型推導與穩定域構建的現狀、堵點。在充分研究國內外學者在新能源電力系統穩定性分析與控制方面已經取得的突破性進展的基礎上,拓展完成了新能源電力系統阻抗建模和小信號穩定域量化構建兩部分的理論分析。針對新能源發電系統理論阻抗模型階數高這一關鍵問題,形成了以分段仿射思想為基礎的阻抗模型降階理論;針對穩定域高維和強非線性的另一關鍵問題,形成了數據—模型雙驅動的小信號穩定域量化體系。全書立足于學術和工程融合的角度,解決以新能源發電為主導的新型電力系統中因電力電子設備間多尺度控制相互作用而引發的寬頻振蕩等實際穩定性問題,對于促進我國新能源大規模消納、保障電力系統安全運行具有較高的參考價值。本書可為高等院校新能源、電力系統、電氣工程等相關專業高年級本科生和研究生提供參考,也可為相關政策制定者、科研工作者、企業、投資機構提供參考。
- 文后 更新時間:2025-03-13 17:25:04
- 插圖
- 參考文獻
- 13.6.2 多變流器穩定域快速構造
- 13.6.1 單機穩定域快速構造
- 13.6 基于雙層優化模型穩定域構造方法分析
- 13.5 穩定域邊界搜索方法
- 13.4.2 基于復合形法的VSC穩定域邊界點求解
- 13.4.1 基于改進奈奎斯特穩定判據的內層模型求解方法
- 13.4 雙層優化模型的求解方法
- 13.3.2 外層優化模型
- 13.3.1 內層優化模型
- 13.3 穩定域邊界點的雙層優化模型
- 13.2.2 統一 dq坐標系下多機VSC分段仿射模型
- 13.2.1 單機阻抗建模及其運行工作點
- 13.2 分段仿射阻抗模型
- 13.1 引言
- 第13章 基于雙層優化的穩定域邊界搜索方法
- 12.5.2 風電場穩定域分析
- 12.5.1 單機穩定域分析
- 12.5 基于k-鄰近支持向量機的風電場穩定域分析
- 12.4.2 k-鄰近支持向量機的計算效率
- 12.4.1 k-鄰近支持向量機的實現步驟
- 12.4 基于支持向量機的穩定邊界量化
- 12.3.2 k-鄰近臨界穩定裕度樣本篩選
- 12.3.1 穩定裕度樣本集的構建
- 12.3 基于k-鄰近支持向量機的風電場的穩定域實時構造方法
- 12.2.3 基于多起點內點法的分區內穩定裕度計算
- 12.2.2 用于穩定裕度判定的分段仿射分區篩選方法
- 12.2.1 風電場并網穩定裕度的定義
- 12.2 風電場穩定裕度在線高效計算方法
- 12.1 引言
- 第12章 基于聚類算法的風電場動態分析與穩定域
- 11.6.2 雙饋風電場穩定裕度主動提升
- 11.6.1 雙饋風電機組穩定裕度主動提升
- 11.6 并網穩定裕度主動提升策略
- 11.5.2 雙饋風電場穩定域
- 11.5.1 雙饋風電機組并網穩定域評估
- 11.5 雙饋風電機組和風電場的穩定域評估算例
- 11.4.3 基于核函數的支持向量回歸
- 11.4.2 基于支持向量回歸的解析表達式
- 11.4.1 運行數據獲取及阻抗計算
- 11.4 基于回歸擬合的穩定裕度和振蕩頻率評估指標估算方法
- 11.3.4 多參數變量物理邊界
- 11.3.3 主導振蕩頻率評估指標的定義
- 11.3.2 穩定域評估指標的定義
- 11.3.1 穩定域評估的多參數變量
- 11.3 風電場穩定域評估指標
- 11.2.2 穩定域評估的計算架構
- 11.2.1 風電場阻抗模型
- 11.2 基于回歸擬合的穩定域評估計算架構
- 11.1 引言
- 第11章 基于回歸擬合的風電場穩定域量化分析方法
- 10.4.3 改進鎖相環并網變流器功率極限算例分析
- 10.4.2 改進鎖相環并網變流器阻抗模型
- 10.4.1 改進鎖相環原理結構
- 10.4 改進鎖相環提高小信號穩定功率極限
- 10.3.2 并網變流器全工況穩定性分析
- 10.3.1 基于核嶺回歸的穩定域邊界求解算法
- 10.3 并網變流器穩定域擬合量化
- 10.2.2 并網變流器小信號穩定功率極限影響因素分析
- 10.2.1 并網變流器小信號穩定功率極限算法
- 10.2 并網變流器穩定極限逐點計算
- 10.1 引言
- 第10章 基于回歸擬合的并網變流器動態分析與穩定域
- 9.4.2 穩定裕度的分析
- 9.4.1 穩定裕度的定義
- 9.4 穩定裕度量化方法
- 9.3.2 關鍵動態環節識別方法
- 9.3.1 主導模式振蕩頻率識別
- 9.3 振蕩主導模態分析
- 9.2.2 新能源并網的穩定判據
- 9.2.1 振蕩原理分析
- 9.2 穩定判據
- 9.1 引言
- 第9章 新能源并網小擾動穩定性分析理論
- 8.4 算例分析
- 8.3.2 動態模態分解算法實現
- 8.3.1 基本步驟介紹
- 8.3 基于動態模態分解的阻抗辨識
- 8.2.4 灰箱雙饋風電機組模型穩定性分析
- 8.2.3 基于機器學習的雙饋風電機組灰箱模型參數辨識
- 8.2.2 參數辨識機理模型建立與數據產生
- 8.2.1 機器學習回歸預測算法介紹
- 8.2 基于機器學習的阻抗參數辨識
- 8.1 引言
- 第8章 基于實測數據的阻抗建模及參數辨識
- 7.5.2 電網強度對風電場穩定性的影響
- 7.5.1 場站控制對風電場穩定性的影響
- 7.5 考慮場站控制的風電場并網穩定性分析
- 7.4.3 場站控制PI參數對風電場阻抗特性的影響
- 7.4.2 場站控制對風電場阻抗特性的影響
- 7.4.1 風電場阻抗掃頻測量
- 7.4 風電場全動態阻抗特性分析
- 7.3.2 風電場阻抗聚合
- 7.3.1 風電機組阻抗重建
- 7.3 風電場全動態阻抗聚合
- 7.2 場站控制阻抗建模
- 7.1 引言
- 第7章 風電場阻抗構造理論和方法
- 6.5.2 風電場分段仿射阻抗
- 6.5.1 風電機組分段仿射阻抗
- 6.5 分段仿射模型分析
- 6.4.3 分區數對分段仿射精度的影響
- 6.4.2 風電場分段仿射阻抗計算
- 6.4.1 風電機組仿射子模型參數估計
- 6.4 分段仿射阻抗計算方法
- 6.3.2 阻抗數據集層次聚類算法
- 6.3.1 阻抗數據集構造方法
- 6.3 參數空間分區優化方法
- 6.2.2 分段仿射對于風電機組阻抗建模的適用性
- 6.2.1 分段仿射建模的步驟
- 6.2 分段仿射系統及其對風電機組阻抗的適用性
- 6.1 引言
- 第6章 阻抗模型降階理論
- 5.4.4 簡化阻抗模型和詳細阻抗模型穩定性分析對比
- 5.4.3 不同風速下的阻抗特性對比
- 5.4.2 弱電網穩定性分析
- 5.4.1 阻抗模型驗證
- 5.4 算例分析
- 5.3.2 考慮機側動態的PMSG阻抗建模
- 5.3.1 直驅風電機組簡化阻抗模型
- 5.3 直驅風電機組阻抗建模
- 5.2.2 典型控制結構
- 5.2.1 基本工作原理
- 5.2 全功率型風電機組的基本知識
- 5.1 引言
- 第5章 全功率型風電機組阻抗建模
- 4.6.4 不同風速下的阻抗特性對比
- 4.6.3 機械動態對阻抗特性的影響
- 4.6.2 雙饋風電機組小擾動穩定性分析
- 4.6.1 雙饋風電機組阻抗掃頻分析
- 4.6 雙饋風電機組阻抗特性分析
- 4.5.2 構造雙饋風電機組整體阻抗
- 4.5.1 風電機組小信號整體模型
- 4.5 構造風電機組整體阻抗
- 4.4.2 不同運行模式下槳距角小信號模型
- 4.4.1 不同運行模式下電磁轉矩小信號通用模型
- 4.4 不同運行模式的通用小信號模型
- 4.3.3 機械動態小信號模型
- 4.3.2 機側變流器小信號模型
- 4.3.1 雙饋感應發電機小信號模型
- 4.3 雙饋感應發電機及機側變流器小信號模型
- 4.2.3 控制器的小信號模型
- 4.2.2 主電路小信號模型
- 4.2.1 鎖相環及Park變換
- 4.2 網側變流器小信號模型
- 4.1.2 雙饋風電機組的不同運行模式
- 4.1.1 空氣動力學和傳動鏈動態方程
- 4.1 雙饋風電機組的基本工作原理
- 第4章 雙饋風電機組阻抗全動態阻抗模型
- 3.3.4 狀態空間轉阻抗實例及分析
- 3.3.3 狀態空間方程與dq坐標系下阻抗方程的轉換
- 3.3.2 不同坐標系下阻抗轉換實例分析
- 3.3.1 dq坐標系與αβ坐標系的阻抗模型轉換
- 3.3 dq阻抗法與其他常用阻抗分析方法的轉換
- 3.2.2 含功率外環控制的變流器阻抗建模
- 3.2.1 含電流內環控制的變流器阻抗建模
- 3.2 變流器小信號建模
- 3.1 引言
- 第3章 小信號建模和阻抗構造理論基礎
- 2.5.2 阻抗測量儀器
- 2.5.1 阻抗測量中的諧波注入電路
- 2.5 阻抗測量裝置
- 2.4.4 dq阻抗與序阻抗測量方法對比
- 2.4.3 掃頻測量原理和步驟
- 2.4.2 掃頻擾動注入方式
- 2.4.1 掃頻擾動信號類型
- 2.4 阻抗掃頻測量方法
- 2.3.2 有源測量方法
- 2.3.1 無源測量方法
- 2.3 無源測量與有源測量
- 2.2.2 新能源設備的頻率耦合阻抗模型
- 2.2.1 頻域小信號阻抗描述
- 2.2 頻域小信號阻抗和頻率耦合特性
- 2.1 引言
- 第2章 阻抗掃描理論方法和應用
- 1.3.5 阻抗分析法
- 1.3.4 復轉矩系數法
- 1.3.3 開環模式諧振分析法
- 1.3.2 特征值分析法
- 1.3.1 時域仿真分析法
- 1.3 小信號穩定性分析方法
- 1.2.4 風電場的電氣配置
- 1.2.3 風力機控制系統
- 1.2.2 變速風力機的建模
- 1.2.1 風電機組的組成
- 1.2 風力發電系統概述
- 1.1 引言
- 第1章 緒論
- 主要變量符號
- 首字母縮略表
- 前言
- 作者簡介
- 版權信息
- 封面
- 封面
- 版權信息
- 作者簡介
- 前言
- 首字母縮略表
- 主要變量符號
- 第1章 緒論
- 1.1 引言
- 1.2 風力發電系統概述
- 1.2.1 風電機組的組成
- 1.2.2 變速風力機的建模
- 1.2.3 風力機控制系統
- 1.2.4 風電場的電氣配置
- 1.3 小信號穩定性分析方法
- 1.3.1 時域仿真分析法
- 1.3.2 特征值分析法
- 1.3.3 開環模式諧振分析法
- 1.3.4 復轉矩系數法
- 1.3.5 阻抗分析法
- 第2章 阻抗掃描理論方法和應用
- 2.1 引言
- 2.2 頻域小信號阻抗和頻率耦合特性
- 2.2.1 頻域小信號阻抗描述
- 2.2.2 新能源設備的頻率耦合阻抗模型
- 2.3 無源測量與有源測量
- 2.3.1 無源測量方法
- 2.3.2 有源測量方法
- 2.4 阻抗掃頻測量方法
- 2.4.1 掃頻擾動信號類型
- 2.4.2 掃頻擾動注入方式
- 2.4.3 掃頻測量原理和步驟
- 2.4.4 dq阻抗與序阻抗測量方法對比
- 2.5 阻抗測量裝置
- 2.5.1 阻抗測量中的諧波注入電路
- 2.5.2 阻抗測量儀器
- 第3章 小信號建模和阻抗構造理論基礎
- 3.1 引言
- 3.2 變流器小信號建模
- 3.2.1 含電流內環控制的變流器阻抗建模
- 3.2.2 含功率外環控制的變流器阻抗建模
- 3.3 dq阻抗法與其他常用阻抗分析方法的轉換
- 3.3.1 dq坐標系與αβ坐標系的阻抗模型轉換
- 3.3.2 不同坐標系下阻抗轉換實例分析
- 3.3.3 狀態空間方程與dq坐標系下阻抗方程的轉換
- 3.3.4 狀態空間轉阻抗實例及分析
- 第4章 雙饋風電機組阻抗全動態阻抗模型
- 4.1 雙饋風電機組的基本工作原理
- 4.1.1 空氣動力學和傳動鏈動態方程
- 4.1.2 雙饋風電機組的不同運行模式
- 4.2 網側變流器小信號模型
- 4.2.1 鎖相環及Park變換
- 4.2.2 主電路小信號模型
- 4.2.3 控制器的小信號模型
- 4.3 雙饋感應發電機及機側變流器小信號模型
- 4.3.1 雙饋感應發電機小信號模型
- 4.3.2 機側變流器小信號模型
- 4.3.3 機械動態小信號模型
- 4.4 不同運行模式的通用小信號模型
- 4.4.1 不同運行模式下電磁轉矩小信號通用模型
- 4.4.2 不同運行模式下槳距角小信號模型
- 4.5 構造風電機組整體阻抗
- 4.5.1 風電機組小信號整體模型
- 4.5.2 構造雙饋風電機組整體阻抗
- 4.6 雙饋風電機組阻抗特性分析
- 4.6.1 雙饋風電機組阻抗掃頻分析
- 4.6.2 雙饋風電機組小擾動穩定性分析
- 4.6.3 機械動態對阻抗特性的影響
- 4.6.4 不同風速下的阻抗特性對比
- 第5章 全功率型風電機組阻抗建模
- 5.1 引言
- 5.2 全功率型風電機組的基本知識
- 5.2.1 基本工作原理
- 5.2.2 典型控制結構
- 5.3 直驅風電機組阻抗建模
- 5.3.1 直驅風電機組簡化阻抗模型
- 5.3.2 考慮機側動態的PMSG阻抗建模
- 5.4 算例分析
- 5.4.1 阻抗模型驗證
- 5.4.2 弱電網穩定性分析
- 5.4.3 不同風速下的阻抗特性對比
- 5.4.4 簡化阻抗模型和詳細阻抗模型穩定性分析對比
- 第6章 阻抗模型降階理論
- 6.1 引言
- 6.2 分段仿射系統及其對風電機組阻抗的適用性
- 6.2.1 分段仿射建模的步驟
- 6.2.2 分段仿射對于風電機組阻抗建模的適用性
- 6.3 參數空間分區優化方法
- 6.3.1 阻抗數據集構造方法
- 6.3.2 阻抗數據集層次聚類算法
- 6.4 分段仿射阻抗計算方法
- 6.4.1 風電機組仿射子模型參數估計
- 6.4.2 風電場分段仿射阻抗計算
- 6.4.3 分區數對分段仿射精度的影響
- 6.5 分段仿射模型分析
- 6.5.1 風電機組分段仿射阻抗
- 6.5.2 風電場分段仿射阻抗
- 第7章 風電場阻抗構造理論和方法
- 7.1 引言
- 7.2 場站控制阻抗建模
- 7.3 風電場全動態阻抗聚合
- 7.3.1 風電機組阻抗重建
- 7.3.2 風電場阻抗聚合
- 7.4 風電場全動態阻抗特性分析
- 7.4.1 風電場阻抗掃頻測量
- 7.4.2 場站控制對風電場阻抗特性的影響
- 7.4.3 場站控制PI參數對風電場阻抗特性的影響
- 7.5 考慮場站控制的風電場并網穩定性分析
- 7.5.1 場站控制對風電場穩定性的影響
- 7.5.2 電網強度對風電場穩定性的影響
- 第8章 基于實測數據的阻抗建模及參數辨識
- 8.1 引言
- 8.2 基于機器學習的阻抗參數辨識
- 8.2.1 機器學習回歸預測算法介紹
- 8.2.2 參數辨識機理模型建立與數據產生
- 8.2.3 基于機器學習的雙饋風電機組灰箱模型參數辨識
- 8.2.4 灰箱雙饋風電機組模型穩定性分析
- 8.3 基于動態模態分解的阻抗辨識
- 8.3.1 基本步驟介紹
- 8.3.2 動態模態分解算法實現
- 8.4 算例分析
- 第9章 新能源并網小擾動穩定性分析理論
- 9.1 引言
- 9.2 穩定判據
- 9.2.1 振蕩原理分析
- 9.2.2 新能源并網的穩定判據
- 9.3 振蕩主導模態分析
- 9.3.1 主導模式振蕩頻率識別
- 9.3.2 關鍵動態環節識別方法
- 9.4 穩定裕度量化方法
- 9.4.1 穩定裕度的定義
- 9.4.2 穩定裕度的分析
- 第10章 基于回歸擬合的并網變流器動態分析與穩定域
- 10.1 引言
- 10.2 并網變流器穩定極限逐點計算
- 10.2.1 并網變流器小信號穩定功率極限算法
- 10.2.2 并網變流器小信號穩定功率極限影響因素分析
- 10.3 并網變流器穩定域擬合量化
- 10.3.1 基于核嶺回歸的穩定域邊界求解算法
- 10.3.2 并網變流器全工況穩定性分析
- 10.4 改進鎖相環提高小信號穩定功率極限
- 10.4.1 改進鎖相環原理結構
- 10.4.2 改進鎖相環并網變流器阻抗模型
- 10.4.3 改進鎖相環并網變流器功率極限算例分析
- 第11章 基于回歸擬合的風電場穩定域量化分析方法
- 11.1 引言
- 11.2 基于回歸擬合的穩定域評估計算架構
- 11.2.1 風電場阻抗模型
- 11.2.2 穩定域評估的計算架構
- 11.3 風電場穩定域評估指標
- 11.3.1 穩定域評估的多參數變量
- 11.3.2 穩定域評估指標的定義
- 11.3.3 主導振蕩頻率評估指標的定義
- 11.3.4 多參數變量物理邊界
- 11.4 基于回歸擬合的穩定裕度和振蕩頻率評估指標估算方法
- 11.4.1 運行數據獲取及阻抗計算
- 11.4.2 基于支持向量回歸的解析表達式
- 11.4.3 基于核函數的支持向量回歸
- 11.5 雙饋風電機組和風電場的穩定域評估算例
- 11.5.1 雙饋風電機組并網穩定域評估
- 11.5.2 雙饋風電場穩定域
- 11.6 并網穩定裕度主動提升策略
- 11.6.1 雙饋風電機組穩定裕度主動提升
- 11.6.2 雙饋風電場穩定裕度主動提升
- 第12章 基于聚類算法的風電場動態分析與穩定域
- 12.1 引言
- 12.2 風電場穩定裕度在線高效計算方法
- 12.2.1 風電場并網穩定裕度的定義
- 12.2.2 用于穩定裕度判定的分段仿射分區篩選方法
- 12.2.3 基于多起點內點法的分區內穩定裕度計算
- 12.3 基于k-鄰近支持向量機的風電場的穩定域實時構造方法
- 12.3.1 穩定裕度樣本集的構建
- 12.3.2 k-鄰近臨界穩定裕度樣本篩選
- 12.4 基于支持向量機的穩定邊界量化
- 12.4.1 k-鄰近支持向量機的實現步驟
- 12.4.2 k-鄰近支持向量機的計算效率
- 12.5 基于k-鄰近支持向量機的風電場穩定域分析
- 12.5.1 單機穩定域分析
- 12.5.2 風電場穩定域分析
- 第13章 基于雙層優化的穩定域邊界搜索方法
- 13.1 引言
- 13.2 分段仿射阻抗模型
- 13.2.1 單機阻抗建模及其運行工作點
- 13.2.2 統一 dq坐標系下多機VSC分段仿射模型
- 13.3 穩定域邊界點的雙層優化模型
- 13.3.1 內層優化模型
- 13.3.2 外層優化模型
- 13.4 雙層優化模型的求解方法
- 13.4.1 基于改進奈奎斯特穩定判據的內層模型求解方法
- 13.4.2 基于復合形法的VSC穩定域邊界點求解
- 13.5 穩定域邊界搜索方法
- 13.6 基于雙層優化模型穩定域構造方法分析
- 13.6.1 單機穩定域快速構造
- 13.6.2 多變流器穩定域快速構造
- 參考文獻
- 插圖
- 文后 更新時間:2025-03-13 17:25:04