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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

版次: 1

ISBN: 9787121374272

定价: 89.00

装帧: 平装

开本: 16开

页数: 180页

分类: 工程技术

3人买过

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。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。2016D2017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
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。2016D2017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。
目录:
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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