本書是作者在相關(guān)項(xiàng)目的支撐下，結(jié)合多年從事分布式可再生能源交直流供電研究基礎(chǔ)上形成的成果。全書圍繞直流配電網(wǎng)的建模與穩(wěn)定性分析、直流接入與互聯(lián)關(guān)鍵設(shè)備、直流配電系統(tǒng)穩(wěn)定與自治控制三個(gè)核心方向介紹了相關(guān)研究成果。首先在介紹直流配電網(wǎng)發(fā)展背景和相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，建立了直流配電典型電源和負(fù)荷特性與模型。接著介紹了基于阻抗的直流配電穩(wěn)定性分析方法，重點(diǎn)提出了分散式阻抗穩(wěn)定性判據(jù)，為即插即用等變化場(chǎng)景下的直流穩(wěn)定性分析提供了一種新的思路。然后論述了直流電壓支撐控制與直流微電網(wǎng)自治運(yùn)行方法，介紹了直流互聯(lián)設(shè)備及其控制方法，重點(diǎn)提出了基于恒變比控制思想的新型直流變壓器。最后提出了基于恒變比控制策略直流互聯(lián)的多電壓等級(jí)直流配電網(wǎng)全局自治運(yùn)行控制方法。
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湖北武漢人，分別于2001年、2004年、2008年畢業(yè)于浙江大學(xué)電氣學(xué)院，獲得學(xué)士、碩士和博士學(xué)位。2008年于浙江大學(xué)從事師資博士后研究工作，2010年留校工作至今。國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，適用于分布式可再生能源交直流互聯(lián)的關(guān)鍵設(shè)備研制，2017YFB0903303
目錄
叢書編委會(huì)
“微電網(wǎng)與智慧能源叢書”序
前言
第1章 直流配電網(wǎng)概述 1
1.1 直流配電發(fā)展背景 1
1.2 直流配電網(wǎng)供電方式 2
1.2.1 直流供電基本類型 2
1.2.2 直流供電網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 4
1.2.3 直流電壓等級(jí) 4
1.3 直流配電關(guān)鍵技術(shù) 5
1.3.1 直流配電互聯(lián)設(shè)備 5
1.3.2 直流保護(hù)與控制 7
1.3.3 直流配電系統(tǒng)運(yùn)行控制技術(shù) 7
1.3.4 直流配電能量管理技術(shù) 8
1.3.5 直流配電電能質(zhì)量控制技術(shù) 9
1.4 本書的主要內(nèi)容 9
參考文獻(xiàn) 12
第2章 直流電源及負(fù)荷建模 14
2.1 直流電源模型 14
2.1.1 光伏直流接入 14
2.1.2 風(fēng)機(jī)直流并網(wǎng) 17
2.1.3 燃料電池 24
2.2 直流負(fù)荷模型 26
2.2.1 直流充電樁 26
2.2.2 直流電解水制氫 32
2.2.3 工業(yè)直流負(fù)荷 37
2.2.4 家用直流負(fù)荷 40
2.3 儲(chǔ)能 41
2.3.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)類型 41
2.3.2 電池的荷電狀態(tài)估計(jì) 43
2.3.3 電池儲(chǔ)能的控制模式 44
2.3.4 電池儲(chǔ)能的應(yīng)用方式 46
參考文獻(xiàn) 48
第3章 直流配電網(wǎng)的阻抗穩(wěn)定性 49
3.1 阻抗穩(wěn)定性分析基本原理 49
3.2 直流配電集中式阻抗穩(wěn)定性分析 54
3.2.1 主從控制模式下穩(wěn)定性分析 54
3.2.2 對(duì)等控制模式下穩(wěn)定性分析 70
3.3 分散式阻抗穩(wěn)定性判據(jù) 88
3.3.1 忽略線阻抗時(shí)集中式阻抗穩(wěn)定性判據(jù)的簡(jiǎn)化 88
3.3.2 單電壓源多負(fù)荷直流配電網(wǎng)分散式阻抗穩(wěn)定性判據(jù) 90
3.3.3 包含恒功率源直流配電網(wǎng)分散式阻抗穩(wěn)定性判據(jù) 94
3.3.4 分散式阻抗穩(wěn)定性判據(jù)應(yīng)用案例分析 96
參考文獻(xiàn) 104
第4章 直流電壓穩(wěn)定控制與直流微電網(wǎng)自治運(yùn)行 106
4.1 分布式電源直流并網(wǎng)穩(wěn)定性分析 106
4.1.1 描述函數(shù)法簡(jiǎn)介 106
4.1.2 穩(wěn)定性分析與穩(wěn)定性改善 108
4.1.3 硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn) 115
4.2 直流電壓穩(wěn)定與支撐控制技術(shù) 119
4.2.1 下垂控制 119
4.2.2 性能分析 122
4.2.3 硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn) 127
4.3 多DC/DC變流器并聯(lián)運(yùn)行環(huán)流抑制 129
4.3.1 DC/DC變流器的環(huán)流建模 129
4.3.2 DC/DC變流器的環(huán)流分析 133
4.3.3 基于改進(jìn)拓?fù)涞膬勺杂啥拳h(huán)流抑制策略 136
4.3.4 環(huán)流抑制策略擴(kuò)展 140
4.3.5 硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn) 142
4.4 直流微電網(wǎng)源荷儲(chǔ)分散式自治控制 148
4.4.1 SOC自平衡控制 149
4.4.2 功率自適應(yīng)控制 153
4.4.3 穩(wěn)定性分析 156
4.4.4 硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn) 160
參考文獻(xiàn) 164
第5章 直流配電新型互聯(lián)變流器 165
5.1 直流配電拓?fù)渑c互聯(lián)變流器及其控制模式 165
5.1.1 交直流互聯(lián)雙向AC/DC變流器及其控制方法 165
5.1.2 直流互聯(lián)雙向DC/DC變流器及其控制方法 169
5.2 基于恒變比控制的新型DC/DC直流變壓器 170
5.2.1 DC/DC直流變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其變比建模 170
5.2.2 基于恒變比控制的DC/DC變流器控制方法 172
5.2.3 基于恒變比DC/DC理想變壓器的分散式直流組網(wǎng)典型運(yùn)行模式 175
5.3 多端口直流互聯(lián)變換器 194
5.3.1 多端口直流變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 194
5.3.2 多端口直流變換器控制方法 200
參考文獻(xiàn) 214
第6章 多電壓等級(jí)直流配電網(wǎng)分散自治運(yùn)行控制 215
6.1 多端及多電壓等級(jí)直流配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 215
6.2 多電壓等級(jí)直流配電典型運(yùn)行模式 216
6.3 基于恒變比直流變壓器互聯(lián)多電壓等級(jí)直流配電網(wǎng)全局分散式控制方法 217
6.3.1 標(biāo)幺值系統(tǒng)選取 217
6.3.2 電力電子直流變壓器標(biāo)幺化建模和分散式控制 218
6.3.3 多電壓等級(jí)直流配電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)及分布式電源標(biāo)幺化建模和全局分散式控制 221
6.3.4 分散式標(biāo)幺化一次控制方法整體結(jié)構(gòu) 223
6.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 224
6.4.1 穩(wěn)態(tài)分析 224
6.4.2 小信號(hào)穩(wěn)定性分析 226
6.5 典型運(yùn)行場(chǎng)景與實(shí)驗(yàn)研究 232
6.5.1 工況Ⅰ：正常工況 232
6.5.2 工況Ⅱ：部分儲(chǔ)能退出運(yùn)行 234
6.5.3 工況Ⅲ：接入輸電網(wǎng) 235
6.5.4 工況Ⅳ：電壓等級(jí)擴(kuò)展 236
參考文獻(xiàn) 238
第7章 直流配電應(yīng)用研究 239
7.1 三端口電力電子變壓器研制 239
7.1.1 三端口電力電子變壓器的連接方式 239
7.1.2 三端口DC/DC變換器模塊設(shè)計(jì) 241
7.1.3 樣機(jī)組成與結(jié)構(gòu) 244
7.2 直流配電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 247
7.2.1 實(shí)物模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建 247
7.2.2 零碳新能源交直流混合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 252
7.3 直流配電發(fā)展思考 252
參考文獻(xiàn) 255
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