Stability Augmentation of a Grid-connected Wind Farm pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Muyeen, S. M./ Tamura, Junji/ Murata, Toshiaki

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:

价格:1150.00

装帧:

isbn号码:9781848003156

丛书系列:

图书标签:

• 风能
• 风力发电
• 电网连接
• 电力系统稳定性
• 电力电子
• 控制系统
• 优化
• 建模与仿真
• 可再生能源
• 并网技术

好的，这是一份关于电力系统稳定性和并网风电场可靠性的图书简介。 --- 书名：电网互联风电场的并网稳定性与运行优化 引言 随着全球能源结构的转型，风能作为一种清洁、可再生的重要能源，其在电力系统中的渗透率持续攀升。风力发电的间歇性和波动性对现有电网的稳定性构成了严峻挑战。特别是大型风力发电场并入高压输电系统后，其动态特性与传统同步发电机显著不同，可能引发次暂态、暂态乃至功角稳定问题。本书旨在深入探讨并网风电场在复杂电网环境下的运行机理、稳定性评估方法以及前沿的增强技术，为电力系统规划、运行人员以及风电场开发商提供全面的技术参考与实践指导。 第一部分：风电并网基础与系统建模 本书首先系统梳理了现代电力系统的基本理论，重点聚焦于风力发电技术的发展历程、不同类型风力发电机组（如双馈感应发电机DFIG和直驱式永磁同步发电机PMSG）的电气特性及其控制策略。 风电机组并网接口： 详细解析了实现风电机组与电网连接的变流器拓扑结构，包括电压源型变流器（VSC）和电流源型变流器（CSC）。重点分析了连接点的潮流控制、电压支撑及无功功率调节能力。针对不同控制模式下的动态响应，建立了精确的电磁暂态模型，并讨论了风电场集合接入对电网整体动态行为的影响。 电网动态特性分析： 阐述了电力系统稳定性的基本概念，包括频率稳定、电压稳定和功角稳定。针对包含大量风电的电网，辨识出系统特征频率和模态。本书区别于传统教材，引入了基于同步机等效模型的分析方法，用以理解大规模风电接入后电网惯量和阻尼特性的变化，为后续的稳定性评估奠定理论基础。 第二部分：并网风电场的稳定性评估 稳定性分析是确保风电场安全可靠运行的核心。本书构建了一套多尺度的、系统化的稳定性评估框架。 暂态与次暂态稳定性： 深入分析了在发生短路故障或电网突变时，风电场机组的暂态响应。详细介绍了采用能量函数法、特征值分析法和时域仿真法对风电场并网系统的暂态稳定性进行评估的流程与关键参数敏感性。特别关注了变流器保护和故障穿越能力（FRT）的实现及其对系统暂态过程的影响。 低频振荡与阻尼分析： 随着风电渗透率增加，电网易出现低频振荡现象，严重威胁系统安全。本书应用小扰动理论，建立了风电场与主电网的耦合模型，并利用模态分析技术对系统的固有振荡频率和阻尼比进行精确计算。分析了风电机组内部控制器（如定速控制器、最大功率点跟踪MPPT）对系统阻尼的削弱效应，并从机理上解释了风电场可能成为低频振荡源的问题。 电压稳定性与无功支撑： 论述了风电场对区域电网电压稳定性的影响。分析了当系统发生大扰动时，风电场无功功率注入能力受限可能导致的电压崩溃风险。详细介绍了不同类型的电压源逆变器（VSG）在电压支撑中的作用，并提出了基于局部信息的电压稳定边界评估方法。 第三部分：风电场并网稳定性增强技术 为了有效应对并网风电场带来的挑战，本书重点介绍了一系列先进的稳定性增强技术，并探讨了其实际应用潜力。 高级控制策略的引入： 详细阐述了先进的变流器控制技术。包括虚拟同步机（VSM）技术，该技术旨在赋予变流器模拟传统同步发电机惯量和阻尼响应的能力，从而提升并网点的动态刚度和暂态穿越能力。同时，介绍了基于高频注入的阻尼控制技术，用于有效抑制系统中的高频不稳定性。 有源阻尼与振荡抑制： 重点讨论了如何利用风电场自身的功率电子接口实现有源阻尼。这包括设计与系统振荡频率解耦的辅助阻尼控制器（如辅助阻尼控制器PADC、或基于系统模态的反馈控制），以主动抑制并网点的低频或中频振荡。书中提供了多种阻尼控制器的结构设计、参数整定方法和性能验证案例。 电网侧稳定增强设备： 评估了并网点安装的专用设备对系统稳定性的贡献。例如，静止同步补偿器（STATCOM）和统一潮流控制器（UPFC）在提供快速无功和有功功率调节，增强系统暂态稳定性和电压动态裕度方面的应用。针对风电场出口线路，分析了串联补偿技术（如SVC、STATCOM）的优化部署策略。 智能控制与优化集成： 探索了基于先进传感、通信和计算能力的智能控制方法。讨论了分布式控制与集中式协调控制的融合，以及利用数据驱动方法（如强化学习）对风电场变流器参数进行在线优化，以适应电网状态的实时变化，实现全局最优的稳定运行。 结论与展望 本书总结了当前风电并网稳定性的研究热点和未来发展方向，包括特高压直流输电对风电并网动态特性的影响、风电场与储能系统（BESS）的协同稳定控制，以及面向未来智能电网的柔性直流（HVDC-Light）在提升电网稳定性中的作用。 本书内容紧密结合工程实践，包含大量的数学推导、控制框图和仿真结果，是电力系统工程师、风电场设计者、以及从事新能源并网研究的高校师生不可或缺的专业参考书。通过系统学习本书内容，读者将能够全面掌握风电并网系统的稳定性和运行优化技术，为保障未来高比例可再生能源接入电网的安全与可靠奠定坚实基础。

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