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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書系統(tǒng)性地介紹了目前主流的新能源發(fā)電并網(wǎng)穩(wěn)定性分析方法，詳細(xì)介紹了基于阻抗分析的新能源電力系統(tǒng)模型推導(dǎo)與穩(wěn)定域構(gòu)建的現(xiàn)狀、堵點(diǎn)。在充分研究國(guó)內(nèi)外學(xué)者在新能源電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與控制方面已經(jīng)取得的突破性進(jìn)展的基礎(chǔ)上，拓展完成了新能源電力系統(tǒng)阻抗建模和小信號(hào)穩(wěn)定域量化構(gòu)建兩部分的理論分析。針對(duì)新能源發(fā)電系統(tǒng)理論阻抗模型階數(shù)高這一關(guān)鍵問題，形成了以分段仿射思想為基礎(chǔ)的阻抗模型降階理論; 針對(duì)穩(wěn)定域高維和強(qiáng)非線性的另一關(guān)鍵問題，形成了數(shù)據(jù)-模型雙驅(qū)動(dòng)的小信號(hào)穩(wěn)定域量化體系。全書立足于學(xué)術(shù)和工程融合的角度，解決以新能源發(fā)電為主導(dǎo)的新型電力系統(tǒng)中因電力電子設(shè)備間多尺度控制相互作用而引發(fā)的寬頻振蕩等實(shí)際穩(wěn)定性問題，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)新能源大規(guī)模消納、保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行具有較高的參考價(jià)值。本書可為高等院校新能源、電力系統(tǒng)、電氣工程等相關(guān)專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生提供參考，也可為相關(guān)政策制定者、科研工作者、企業(yè)、投資機(jī)構(gòu)提供參考。

作者簡(jiǎn)介

　　趙浩然，國(guó)家特聘教授（2017年入選），齊魯青年學(xué)者（2016年入選），博士生導(dǎo)師，山東大學(xué)電氣工程學(xué)院副院長(zhǎng)。2001-2014年分別于山東大學(xué)、柏林工業(yè)大學(xué)、丹麥科技大學(xué)獲得學(xué)士、碩士和博士學(xué)位.長(zhǎng)期從事新能源發(fā)電與并網(wǎng)、新型電力系統(tǒng)建模與仿真、綜合能源優(yōu)化運(yùn)行與控制的研究工作，取得了一系列的原創(chuàng)性成果，入選全球前2%頂尖科學(xué)家年度影響力排行榜。主持和參與了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、歐盟與北歐能源項(xiàng)目多項(xiàng)、電力系統(tǒng)軟件產(chǎn)品開發(fā)和歐盟發(fā)明專利多項(xiàng)。獲Applied Energy 2018年度最佳論文獎(jiǎng)，獲2021年度中國(guó)電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)；風(fēng)電機(jī)組數(shù)字孿生、風(fēng)電場(chǎng)數(shù)字孿生成果獲2022年度日內(nèi)瓦發(fā)明展會(huì)銀獎(jiǎng)2項(xiàng);獲山東大學(xué)2023年校級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。王鵬，山東大學(xué)碩士生導(dǎo)師，2020年獲德國(guó)柏林工業(yè)博士學(xué)位，博士論文獲得“summa cum laude（最優(yōu)）”稱號(hào)。長(zhǎng)期從事新能源建模與并網(wǎng)評(píng)估、交直流電網(wǎng)建模與控制研究。主持和參與了多項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等，講授的《大型深遠(yuǎn)海風(fēng)電場(chǎng)柔直并網(wǎng)運(yùn)行控制虛擬仿真實(shí)驗(yàn)》課程獲批山東省一流本科課程。

圖書目錄

目錄
前言
首字母縮略表
主要變量符號(hào)
第 1 章緒論 1
1.1 引言 1
1.2 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)概述 1
1.2.1 風(fēng)電機(jī)組的組成 2
1.2.2 變速風(fēng)力機(jī)的建模 6
1.2.3 風(fēng)力機(jī)控制系統(tǒng) 9
1.2.4 風(fēng)電場(chǎng)的電氣配置 11
1.3 小信號(hào)穩(wěn)定性分析方法 12
1.3.1 時(shí)域仿真分析法 12
1.3.2 特征值分析法 13
1.3.3 開環(huán)模式諧振分析法 13
1.3.4 復(fù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)法 13
1.3.5 阻抗分析法 13
第 2 章阻抗掃描理論方法和應(yīng)用 16
2.1 引言 16
2.2 頻域小信號(hào)阻抗和頻率耦合特性 17
2.2.1 頻域小信號(hào)阻抗描述 17
2.2.2 新能源設(shè)備的頻率耦合阻抗模型 21
2.3 無源測(cè)量與有源測(cè)量 22
2.3.1 無源測(cè)量方法 23
2.3.2 有源測(cè)量方法 24
2.4 阻抗掃頻測(cè)量方法 25
2.4.1 掃頻擾動(dòng)信號(hào)類型 25
2.4.2 掃頻擾動(dòng)注入方式 28
2.4.3 掃頻測(cè)量原理和步驟 29
2.4.4 dq 阻抗與序阻抗測(cè)量方法對(duì)比 34
2.5 阻抗測(cè)量裝置 35
2.5.1 阻抗測(cè)量中的諧波注入電路 35
2.5.2 阻抗測(cè)量?jī)x器 38
第 3 章小信號(hào)建模和阻抗構(gòu)造理論基礎(chǔ) 42
3.1 引言 42
3.2 變流器小信號(hào)建模 43
3.2.1 含電流內(nèi)環(huán)控制的變流器阻抗建模 43
3.2.2 含功率外環(huán)控制的變流器阻抗建模 48
3.3 dq 阻抗法與其他常用阻抗分析方法的轉(zhuǎn)換 51
3.3.1 dq 坐標(biāo)系與 αβ 坐標(biāo)系的阻抗模型轉(zhuǎn)換 51
3.3.2 不同坐標(biāo)系下阻抗轉(zhuǎn)換實(shí)例分析 54
3.3.3 狀態(tài)空間方程與 dq 坐標(biāo)系下阻抗方程的轉(zhuǎn)換 54
3.3.4 狀態(tài)空間轉(zhuǎn)阻抗實(shí)例及分析 56
第 4 章雙饋風(fēng)電機(jī)組阻抗全動(dòng)態(tài)阻抗模型 60
4.1 雙饋風(fēng)電機(jī)組的基本工作原理 60
4.1.1 空氣動(dòng)力學(xué)和傳動(dòng)鏈動(dòng)態(tài)方程 61
4.1.2 雙饋風(fēng)電機(jī)組的不同運(yùn)行模式 62
4.2 網(wǎng)側(cè)變流器小信號(hào)模型 62
4.2.1 鎖相環(huán)及 Park 變換 63
4.2.2 主電路小信號(hào)模型 64
4.2.3 控制器的小信號(hào)模型 64
4.3 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)及機(jī)側(cè)變流器小信號(hào)模型 65
4.3.1 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)小信號(hào)模型 65
4.3.2 機(jī)側(cè)變流器小信號(hào)模型 67
4.3.3 機(jī)械動(dòng)態(tài)小信號(hào)模型 68
4.4 不同運(yùn)行模式的通用小信號(hào)模型 70
4.4.1 不同運(yùn)行模式下電磁轉(zhuǎn)矩小信號(hào)通用模型 70
4.4.2 不同運(yùn)行模式下槳距角小信號(hào)模型 71
4.5 構(gòu)造風(fēng)電機(jī)組整體阻抗 72
4.5.1 風(fēng)電機(jī)組小信號(hào)整體模型 72
4.5.2 構(gòu)造雙饋風(fēng)電機(jī)組整體阻抗 72
4.6 雙饋風(fēng)電機(jī)組阻抗特性分析 75
4.6.1 雙饋風(fēng)電機(jī)組阻抗掃頻分析 75
4.6.2 雙饋風(fēng)電機(jī)組小擾動(dòng)穩(wěn)定性分析 77
4.6.3 機(jī)械動(dòng)態(tài)對(duì)阻抗特性的影響 79
4.6.4 不同風(fēng)速下的阻抗特性對(duì)比 80
第 5 章全功率型風(fēng)電機(jī)組阻抗建模 82
5.1 引言 82
5.2 全功率型風(fēng)電機(jī)組的基本知識(shí) 83
5.2.1 基本工作原理 83
5.2.2 典型控制結(jié)構(gòu) 84
5.3 直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組阻抗建模 85
5.3.1 直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組簡(jiǎn)化阻抗模型 85
5.3.2 考慮機(jī)側(cè)動(dòng)態(tài)的 PMSG 阻抗建模 89
5.4 算例分析 93
5.4.1 阻抗模型驗(yàn)證 93
5.4.2 弱電網(wǎng)穩(wěn)定性分析 94
5.4.3 不同風(fēng)速下的阻抗特性對(duì)比 95
5.4.4 簡(jiǎn)化阻抗模型和詳細(xì)阻抗模型穩(wěn)定性分析對(duì)比 95
第 6 章阻抗模型降階理論 99
6.1 引言 99
6.2 分段仿射系統(tǒng)及其對(duì)風(fēng)電機(jī)組阻抗的適用性 100
6.2.1 分段仿射建模的步驟 100
6.2.2 分段仿射對(duì)于風(fēng)電機(jī)組阻抗建模的適用性 101
6.3 參數(shù)空間分區(qū)優(yōu)化方法 101
6.3.1 阻抗數(shù)據(jù)集構(gòu)造方法 102
6.3.2 阻抗數(shù)據(jù)集層次聚類算法 104
6.4 分段仿射阻抗計(jì)算方法 105
6.4.1 風(fēng)電機(jī)組仿射子模型參數(shù)估計(jì) 106
6.4.2 風(fēng)電場(chǎng)分段仿射阻抗計(jì)算 107