- 科学出版社
- 9787030831019
- 1版
- B5
- 2026-04
作者简介
内容简介
本书主要围绕大规模分布式电源接入配电网的运行协调控制展开研究与应用实践，深入剖析新型配电网的运行机理与形态演化特性，探讨提升配电网承载力的网络形态演化技术，重点分析弱中心化配电网与交直流配电网的运行优化策略；针对中低压配电网，系统阐述分层分区优化与协调控制技术；介绍大规模分布式电源接入场景下的运行仿真软件，并对未来新型配电系统运行协同控制技术的发展方向进行展望，为大规模分布式电源的安全高效消纳利用提供基础理论与关键技术支撑，助力能源转型战略的实施。
目录
目录
前言
第1章 大规模分布式源荷接入配电网运行控制概述 1
1.1 配电网发展趋势 1
1.2 配电网运行控制面临的关键挑战 2
参考文献 4
第2章 分布式源荷建模方法 5
2.1 分布式源荷运行机理分析与建模方法 5
2.1.1 分布式光伏、风力发电、储能电池运行机理分析与建模方法 5
2.1.2 常规负荷与新型负荷运行机理分析与建模方法 18
2.1.3 典型源荷的运行特性分析 28
2.2 随机性分布式电源与大规模随机负荷的时空聚合特性 35
2.2.1 多元源荷集群划分方法 35
2.2.2 随机移动负荷时空聚合等值模型构建方法 40
2.2.3 随机分布式电源聚合等值模型构建方法 48
参考文献 49
第3章 分布式源荷规模化接入对配电网的影响与分析 51
3.1 分布式源荷接入配电网的影响 51
3.1.1 分布式源荷接入对配电网结构形态的影响 51
3.1.2 分布式源荷接入对配电网运行调控的影响 52
3.1.3 分布式源荷接入对配电网电能质量的影响 53
3.2 有源配电网电压和功率分布规律 55
3.2.1 有源配电网电压分布规律 55
3.2.2 有源配电网功率分布规律 59
3.2.3 仿真分析与验证 62
3.3 有源配电网电压波动特性 65
3.3.1 电压波动量化方法 65
3.3.2 电压波动综合评估 72
3.3.3 电压波动评估算例 77
3.4 有源配电网短路故障与谐波耦合特性 80
iv 大规模分布式电源接入配电网运行协调控制
3.4.1 有源配电网故障特性 80
3.4.2 有源配电网谐波特性 87
3.4.3 短路故障与谐波信号耦合特性仿真 91
参考文献 93
第4章 面向承载力提升的配电网网络形态动态演化分析 95
4.1 配电网网络形态演化分析 95
4.1.1 传统配电网网络形态 95
4.1.2 高供电可靠性配电网网络形态 98
4.1.3 新型配电系统网络形态 100
4.1.4 新型配电系统复杂形态演化规律 103
4.2 大规模分布式电源接入下配电网的承载力评估方法 104
4.2.1 配电网承载力评估指标体系构建 104
4.2.2 配电网承载力评估关键指标计算方法 105
4.2.3 基于动态权重的配电网承载力综合评估方法 112
4.3 新型配电网形态下的承载力提升及动态调整策略 114
4.3.1 新型配电网动态调整策略 115
4.3.2 基于台区-馈线-区域多层级平衡机制的运行控制 125
4.3.3 基于动态电压分区的配电网分层分级协调控制策略 127
参考文献 132
第5章 基于源荷动态匹配的弱中心化配电网运行特性 133
5.1 弱中心化配电网双向潮流模型 133
5.1.1 新型弱中心化配电网 133
5.1.2 基于源荷动态功率匹配的弱中心化配电网双向潮流模型 135
5.2 故障场景下弱中心化配电网功率平衡控制方法 137
5.2.1 故障场景下弱中心化配电网运行特性 137
5.2.2 配电网故障恢复与快速功率平衡控制方法 140
5.3 弱中心化配电网互联互供能力及提升方法 148
5.3.1 基于边-云、边-边的弱中心化配电网控制架构 148
5.3.2 考虑边-云协同的弱中心化配电网局部-全局协调方法 152
参考文献 161
第6章 交直流混合供电模式下配电网运行优化 162
6.1 交直流混合配电网典型网架结构 162
6.1.1 背靠背交互 162
6.1.2 辐射式交互 163
6.1.3 手拉手交互 163
6.1.4 环式交互 164
6.1.5 交直流混合配电网典型应用场景 165
6.2 交直流混合配电网潮流计算方法 166
6.2.1 交直流混合配电网变流器模型 166
6.2.2 交直流混合配电网潮流计算模型 168
6.2.3 算例验证 170
6.3 考虑多台区互联的交直流混合配电网双层协同优化调度方法 173
6.3.1 多台区互联的交直流混合配电网 173
6.3.2 多台区互联的交直流混合配电网优化调度模型 177
6.3.3 求解方法 179
6.3.4 算例分析 180
参考文献 185
第7章 大规模分布式电源接入下中低压配电网分区优化与协调控制 187
7.1 中低压配电网分区优化与协调控制架构 187
7.1.1 基于安全域的配电网分层分区划分方法 187
7.1.2 配电网分层分区态势感知技术 197
7.2 区域内资源自趋优控制技术 204
7.2.1 设备级自趋优运行控制方法 204
7.2.2 系统级自趋优运行控制方法 212
7.3 区域间多层级协调控制技术 217
7.3.1 多措施协同配合的配电网运行优化方法 217
7.3.2 区域间跨层级协调控制方案 223
7.3.3 中低压配电网多层级协调控制策略 226
参考文献 231
第8章 大规模分布式电源接入下配电网运行仿真技术及软件 233
8.1 常用配电网仿真分析软件介绍 233
8.1.1 ETAP仿真软件 233
8.1.2 OpenDSS仿真软件 235
8.1.3 CYMDIST仿真软件 236
8.1.4 PowerWorld仿真软件 236
8.1.5 DIgSILENT PowerFactory仿真软件 237
8.2 配电网安全运行仿真与分层控制技术 238
8.2.1 配电网安全运行仿真技术 238
8.2.2 配电网分层控制技术 240
8.3 配电网分层协调控制与仿真分析软件 246
vi 大规模分布式电源接入配电网运行协调控制
8.3.1 软件架构设计 246
8.3.2 数据流 246
8.3.3 数据接口适配 246
8.3.4 软件应用架构 247
8.3.5 数字仿真分析功能 248
8.3.6 协调控制功能 255
8.4 配电网分层协调控制与仿真分析软件工程应用 262
8.4.1 支撑城市核心区高品质供电工程应用 262
8.4.2 支撑县域高比例分布式电源接入工程应用 264
8.4.3 支撑低碳园区灵活运行工程应用 264
参考文献 267
第9章 展望 269
参考文献 271
前言
第1章 大规模分布式源荷接入配电网运行控制概述 1
1.1 配电网发展趋势 1
1.2 配电网运行控制面临的关键挑战 2
参考文献 4
第2章 分布式源荷建模方法 5
2.1 分布式源荷运行机理分析与建模方法 5
2.1.1 分布式光伏、风力发电、储能电池运行机理分析与建模方法 5
2.1.2 常规负荷与新型负荷运行机理分析与建模方法 18
2.1.3 典型源荷的运行特性分析 28
2.2 随机性分布式电源与大规模随机负荷的时空聚合特性 35
2.2.1 多元源荷集群划分方法 35
2.2.2 随机移动负荷时空聚合等值模型构建方法 40
2.2.3 随机分布式电源聚合等值模型构建方法 48
参考文献 49
第3章 分布式源荷规模化接入对配电网的影响与分析 51
3.1 分布式源荷接入配电网的影响 51
3.1.1 分布式源荷接入对配电网结构形态的影响 51
3.1.2 分布式源荷接入对配电网运行调控的影响 52
3.1.3 分布式源荷接入对配电网电能质量的影响 53
3.2 有源配电网电压和功率分布规律 55
3.2.1 有源配电网电压分布规律 55
3.2.2 有源配电网功率分布规律 59
3.2.3 仿真分析与验证 62
3.3 有源配电网电压波动特性 65
3.3.1 电压波动量化方法 65
3.3.2 电压波动综合评估 72
3.3.3 电压波动评估算例 77
3.4 有源配电网短路故障与谐波耦合特性 80
iv 大规模分布式电源接入配电网运行协调控制
3.4.1 有源配电网故障特性 80
3.4.2 有源配电网谐波特性 87
3.4.3 短路故障与谐波信号耦合特性仿真 91
参考文献 93
第4章 面向承载力提升的配电网网络形态动态演化分析 95
4.1 配电网网络形态演化分析 95
4.1.1 传统配电网网络形态 95
4.1.2 高供电可靠性配电网网络形态 98
4.1.3 新型配电系统网络形态 100
4.1.4 新型配电系统复杂形态演化规律 103
4.2 大规模分布式电源接入下配电网的承载力评估方法 104
4.2.1 配电网承载力评估指标体系构建 104
4.2.2 配电网承载力评估关键指标计算方法 105
4.2.3 基于动态权重的配电网承载力综合评估方法 112
4.3 新型配电网形态下的承载力提升及动态调整策略 114
4.3.1 新型配电网动态调整策略 115
4.3.2 基于台区-馈线-区域多层级平衡机制的运行控制 125
4.3.3 基于动态电压分区的配电网分层分级协调控制策略 127
参考文献 132
第5章 基于源荷动态匹配的弱中心化配电网运行特性 133
5.1 弱中心化配电网双向潮流模型 133
5.1.1 新型弱中心化配电网 133
5.1.2 基于源荷动态功率匹配的弱中心化配电网双向潮流模型 135
5.2 故障场景下弱中心化配电网功率平衡控制方法 137
5.2.1 故障场景下弱中心化配电网运行特性 137
5.2.2 配电网故障恢复与快速功率平衡控制方法 140
5.3 弱中心化配电网互联互供能力及提升方法 148
5.3.1 基于边-云、边-边的弱中心化配电网控制架构 148
5.3.2 考虑边-云协同的弱中心化配电网局部-全局协调方法 152
参考文献 161
第6章 交直流混合供电模式下配电网运行优化 162
6.1 交直流混合配电网典型网架结构 162
6.1.1 背靠背交互 162
6.1.2 辐射式交互 163
6.1.3 手拉手交互 163
6.1.4 环式交互 164
6.1.5 交直流混合配电网典型应用场景 165
6.2 交直流混合配电网潮流计算方法 166
6.2.1 交直流混合配电网变流器模型 166
6.2.2 交直流混合配电网潮流计算模型 168
6.2.3 算例验证 170
6.3 考虑多台区互联的交直流混合配电网双层协同优化调度方法 173
6.3.1 多台区互联的交直流混合配电网 173
6.3.2 多台区互联的交直流混合配电网优化调度模型 177
6.3.3 求解方法 179
6.3.4 算例分析 180
参考文献 185
第7章 大规模分布式电源接入下中低压配电网分区优化与协调控制 187
7.1 中低压配电网分区优化与协调控制架构 187
7.1.1 基于安全域的配电网分层分区划分方法 187
7.1.2 配电网分层分区态势感知技术 197
7.2 区域内资源自趋优控制技术 204
7.2.1 设备级自趋优运行控制方法 204
7.2.2 系统级自趋优运行控制方法 212
7.3 区域间多层级协调控制技术 217
7.3.1 多措施协同配合的配电网运行优化方法 217
7.3.2 区域间跨层级协调控制方案 223
7.3.3 中低压配电网多层级协调控制策略 226
参考文献 231
第8章 大规模分布式电源接入下配电网运行仿真技术及软件 233
8.1 常用配电网仿真分析软件介绍 233
8.1.1 ETAP仿真软件 233
8.1.2 OpenDSS仿真软件 235
8.1.3 CYMDIST仿真软件 236
8.1.4 PowerWorld仿真软件 236
8.1.5 DIgSILENT PowerFactory仿真软件 237
8.2 配电网安全运行仿真与分层控制技术 238
8.2.1 配电网安全运行仿真技术 238
8.2.2 配电网分层控制技术 240
8.3 配电网分层协调控制与仿真分析软件 246
vi 大规模分布式电源接入配电网运行协调控制
8.3.1 软件架构设计 246
8.3.2 数据流 246
8.3.3 数据接口适配 246
8.3.4 软件应用架构 247
8.3.5 数字仿真分析功能 248
8.3.6 协调控制功能 255
8.4 配电网分层协调控制与仿真分析软件工程应用 262
8.4.1 支撑城市核心区高品质供电工程应用 262
8.4.2 支撑县域高比例分布式电源接入工程应用 264
8.4.3 支撑低碳园区灵活运行工程应用 264
参考文献 267
第9章 展望 269
参考文献 271
