飛輪儲能與火電機組聯(lián)合調頻控制

定　價：￥129.00

作　者：	洪烽房方郝俊紅劉吉臻
出版社：	機械工業(yè)出版社
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ISBN：	9787111760375	出版時間：	2024-09-01	包裝：	精裝
開本：	16開	頁數(shù)：		字數(shù)：

內容簡介

　　新能源的大規(guī)模并網(wǎng)給新型電力系統(tǒng)的頻率安全帶來了嚴峻挑戰(zhàn)，充分挖掘電源側調頻資源對提升電網(wǎng)支撐能力具有重要意義。新型儲能是構建新型電力系統(tǒng)的重要技術和基礎裝備，是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的重要支撐之一，作為一種新興的物理儲能，飛輪儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)調頻領域廣受關注。飛輪儲能火電機組聯(lián)合參與調頻能夠較好地提升新型電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性以及火電機組運行安全性和經(jīng)濟性。本書旨在總結作者在飛輪儲能聯(lián)合火電機組參與電網(wǎng)調頻運行控制方面取得的研究成果，為推進飛輪儲能在新型電力系統(tǒng)中的相關理論研究與技術應用提供了研究思路。本書第1章介紹了新型電力系統(tǒng)背景下火電機組調頻現(xiàn)狀及挑戰(zhàn);第2章介紹了飛輪儲能系統(tǒng)基本原理與控制技術;第3章介紹了飛輪儲能系統(tǒng)陣列控制技術;第4章和第5章分別介紹了飛輪儲能火電機組聯(lián)合系統(tǒng)參與電網(wǎng)一次、二次調頻控制;第6章介紹了飛輪儲能火電機組聯(lián)合系統(tǒng)調頻容量優(yōu)化配置。本書適合從事飛輪儲能技術應用、火電機組調頻優(yōu)化以及電網(wǎng)一次、二次調頻優(yōu)化控制等方面研究的科技工作者閱讀，也適合高等院校儲能工程、能源動力工程以及自動化等專業(yè)的高年級本科生、研究生和教師閱讀。

作者簡介

　　作者簡介洪烽，1991年3月出生，浙江紹興人，現(xiàn)任華北電力大學副教授。主持國家自然科學基金面上項目1項、青年項目1項、中央高校基本科研面上項目1項、國家重點研發(fā)計劃子課題1項、國家電網(wǎng)科技項目及企業(yè)橫向項目多項，作為研究骨干參與973計劃項目1項、國家重點研發(fā)計劃2項、中國工程院重點咨詢項目1項、國家自然科學基金面上項目2項。發(fā)表高水平論文70余篇，其中作為第一作者/通訊作者發(fā)表SCI/EI論文40余篇，多次參加國際會議，受邀擔任部分分會場主持人并作報告，授權發(fā)明專利20余項，獲2023年度電力科學技術進步一等獎，2023年度電力科技創(chuàng)新二等獎，2022年度電力科學技術進步三等獎。入選北京市科協(xié)青年人才托舉工程、中國電機工程學會青年人才托舉工程。房方，1976年3月出生，河南開封人，現(xiàn)任華北電力大學副校長，兼控制與計算機工程學院院長，教授，博士生導師。IET Fellow/IET國際特許工程師，中國電力優(yōu)秀科技工作者，北京市教學名師，享受國務院政府特殊津貼專家。擔任“111”創(chuàng)新引智基地負責人、新能源發(fā)電國家工程研究中心主任、中國電機工程學會海上風電技術專委會副主任委員、中國電工技術學會能源智慧化專委會副主任委員，主持國家重點研發(fā)計劃項目2項、國家重大專項課題1項、國家自然科學基金項目3項，獲得國家科技進步二等獎1項、省部級科技成果一等獎5項、省部級教學成果一等獎3項。郝俊紅，1988年9月出生，山西晉中人，現(xiàn)任華北電力大學儲能科學與工程教研室副主任，副教授，博士生導師。主要從事儲能與燃料電池、分布式能源系統(tǒng)中跨尺度建模的平衡與耗散、能量流法等理論方法與用能企業(yè)能效碳效診斷應用研究。近年來主持國家自然科學基金面上/青年項目、國家電網(wǎng)總部科技項目等10余項，重點參與國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金重點項目等基礎研究項目及國電投等眾多單位技術合作項目。迄今已發(fā)表SCI/EI論文100余篇，申請/授權國內外發(fā)明專利30余項，出版專著1部，入選華北電力大學“青年骨干培育計劃”，中國電科院期刊中心青年專家團第二屆成員、北京市碳中和學會會員、北京市科學技術協(xié)會產(chǎn)業(yè)特派員等，《中國電機工程學報》2021—2023年優(yōu)秀審稿專家，擔任清華大學專業(yè)碩士校外導師等。劉吉臻，1951年8月出生，山西嵐縣人，能源電力專家，中國工程院院士，現(xiàn)任華北電力大學教授，新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室主任。曾任武漢水利電力大學校長、華北電力大學校長。長期從事發(fā)電廠自動化、新能源電力系統(tǒng)理論與技術研究，取得了具有開創(chuàng)性、系統(tǒng)性的研究成果。獲國家科技進步一等獎1項、二等獎2項。培養(yǎng)指導博士、碩士研究生200余名。

圖書目錄

目錄
序言
前言
作者簡介
第1章新型電力系統(tǒng)背景下火電機組調頻
現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)1
1.1電力系統(tǒng)頻率控制技術基礎1
1.1.1電力系統(tǒng)頻率波動1
1.1.2電力系統(tǒng)頻率一次調節(jié)2
1.1.3電力系統(tǒng)頻率二次調節(jié)15
1.2在新型電力系統(tǒng)下火電機組調頻面臨的
挑戰(zhàn)28
1.2.1低慣量給頻率穩(wěn)定帶來的沖擊28
1.2.2電源側在低碳轉型階段頻率安全穩(wěn)定
面臨的挑戰(zhàn)29
1.3火電機組調頻研究現(xiàn)狀31
1.3.1火電機組靈活運行下調節(jié)特性差異化
分析35
1.3.2電力系統(tǒng)負荷頻率優(yōu)化控制研究現(xiàn)狀39
1.4火電機組一次調頻極限響應特性分析43
1.4.1火電機組一次調頻能力理論分析43
1.4.2火電機組一次調頻評估算法描述45
1.5火電機組二次調頻蓄能應用與控制策略47
1.5.1火電機組蓄能系統(tǒng)特性分析47
1.5.2火電機組多蓄能協(xié)同調度控制技術53
1.5.3多蓄能協(xié)同調度控制技術工程應用62
1.6本章小結72
參考文獻72
第2章飛輪儲能系統(tǒng)基本原理與控制技術81
2.1飛輪儲能系統(tǒng)研究現(xiàn)狀概述81
2.1.1儲能技術發(fā)展概況81
2.1.2飛輪儲能系統(tǒng)運行控制技術發(fā)展83
2.1.3飛輪儲能系統(tǒng)輔助調頻研究現(xiàn)狀87
2.2飛輪儲能系統(tǒng)介紹89
2.2.1工作原理89
2.2.2物理結構89
2.2.3飛輪儲能系統(tǒng)的特點91
2.2.4飛輪儲能系統(tǒng)的其他相關技術92
2.3飛輪儲能系統(tǒng)單元模型97
2.3.1異步電機動態(tài)模型97
2.3.2網(wǎng)側電路動態(tài)模型102
2.4飛輪儲能系統(tǒng)控制105
2.4.1寬轉速范圍內異步電機控制105
2.4.2飛輪儲能單元網(wǎng)側功率控制120
2.4.3飛輪儲能單元直流電壓控制127
2.5飛輪儲能系統(tǒng)的工程應用與發(fā)展趨勢132
2.5.1飛輪儲能系統(tǒng)的工程應用132
2.5.2飛輪儲能系統(tǒng)技術發(fā)展趨勢140
2.6本章小結141
參考文獻141
第3章飛輪儲能系統(tǒng)陣列控制技術149
3.1飛輪儲能系統(tǒng)陣列控制概述149
3.1.1陣列控制的基本概念152
3.1.2飛輪陣列儲能系統(tǒng)拓撲結構153
3.2傳統(tǒng)的陣列控制管理方法154
3.2.1飛輪儲能陣列等功率分配154
3.2.2飛輪儲能陣列等時間分配155
3.2.3飛輪儲能陣列“能者多勞”分配155
3.3用于電網(wǎng)調頻的飛輪儲能陣列優(yōu)化控制156
3.3.1飛輪儲能陣列功率協(xié)調控制策略157
3.3.2飛輪儲能陣列自適應雙層控制策略160
3.3.3大容量飛輪儲能陣列宏觀一致性控制策略168
3.4基于分布式控制的飛輪儲能陣列管理177
3.4.1分布式控制概述177
3.4.2轉速一致性控制178
3.4.3分布式協(xié)同控制策略180
3.4.4分布式優(yōu)化策略181
3.5本章小結182
參考文獻183
第4章飛輪儲能火電機組聯(lián)合系統(tǒng)參與電網(wǎng)一次調頻控制185
4.1飛輪儲能火電機組聯(lián)合系統(tǒng)一次調頻研究現(xiàn)狀及問題概述185
4.2基于自適應協(xié)同下垂的飛輪儲能聯(lián)合火電機組一次調頻控制策略186
4.2.1基于自適應協(xié)同下垂的一次調頻控制策略設計186
4.2.2控制策略評價指標190
4.2.3仿真結果與討論191
4.3基于劃分電量的小規(guī)模儲能參與電網(wǎng)一次調頻控制策略196
4.3.1各區(qū)域不同電網(wǎng)一次調頻考核指標196
4.3.2考慮電網(wǎng)調頻指標及劃分電量的飛輪儲能控制策略201
4.3.3仿真結果與討論203
4.4基于機組實時出力增量預測的火電飛輪儲能系統(tǒng)協(xié)同
調頻控制策略206
4.4.1機組實時出力增量的動態(tài)預測及量化表征207
4.4.2基于機組調頻能力預測的飛輪儲能運行控制策略214
4.4.3運行效果驗證216
4.5本章小結221
參考文獻221
第5章飛輪儲能火電機組聯(lián)合系統(tǒng)參與電網(wǎng)二次調頻控制224
5.1火電機組參與電力現(xiàn)貨市場現(xiàn)狀與概述224
5.1.1儲能系統(tǒng)參與電力現(xiàn)貨市場現(xiàn)狀與機制224
5.1.2山西現(xiàn)行現(xiàn)貨交易市場下的調頻輔助服務細則226
5.1.3國內其他地區(qū)現(xiàn)行調頻輔助服務細則233
5.1.4輔助服務市場競價的不完全信息博弈模型與分析236
5.2基于提升AGC性能指標的飛輪儲能系統(tǒng)二次調頻控制策略238
5.2.1火儲耦合AGC調頻控制238
5.2.2AGC爬坡性能指標239
5.2.3飛輪儲能耦合AGC調頻控制策略239
5.2.4爬坡性能提升244
5.3基于模態(tài)匹配的飛輪/鋰電池混合儲能耦合火電AGC
控制策略及應用247
5.3.1混合儲能輔助火電機組調頻輔助服務248
5.3.2基于模態(tài)匹配的混合儲能系統(tǒng)協(xié)調控制254
5.3.3混合儲能SOC的動態(tài)區(qū)間管理策略258
5.3.4仿真驗證與現(xiàn)場運行效果260
5.4本章小結268
參考文獻268
第6章飛輪儲能火電機組聯(lián)合系統(tǒng)調頻容量優(yōu)化配置272
6.1儲能系統(tǒng)配置的必要性分析272
6.1.1儲能輔助火電機組調頻的優(yōu)勢272
6.1.2火儲聯(lián)合系統(tǒng)容量配置研究現(xiàn)狀273
6.2輔助火電機組一次調頻的飛輪儲能容量配置275
6.2.1火儲耦合系統(tǒng)一次調頻控制275
6.2.2飛輪儲能系統(tǒng)容量配置模型278
6.2.3仿真驗證與討論281
6.3基于EMD分解的混合儲能輔助火電機組一次調頻容量規(guī)劃289
6.3.1火電機組調頻現(xiàn)狀分析289
6.3.2容量規(guī)劃基礎原理290
6.3.3仿真驗證與討論295
6.4飛輪儲能系統(tǒng)控制策略與容量協(xié)同優(yōu)化配置298
6.4.1協(xié)同優(yōu)化配置方案及控制策略298
6.4.2仿真驗證與討論301
6.5本章小結308
參考文獻308