●前言
第1篇概論1
第1章儲能在電力繫統中的作用3
1.1參與電力繫統輔助服務3
1.2參與電力繫統調峰5
1.2.1常規調峰手段5
1.2.2用戶側儲能調峰6
1.3提高可再生能源發電消納能力8
1.3.1改善可再生能源發電特性8
1.3.2通過時移消納棄風棄光9
1.3.3提高電力繫統的供電充裕度10
1.4延緩輸配線路升級改造11
1.5分布式發電和微電網13
1.6主輔結合，展現儲能多重價值14
第2章主要電力儲能技術16
2.1抽水蓄能16
2.2壓縮空氣儲能17
2.3電化學儲能18
2.4飛輪儲能21
2.5超級電容器22
2.6超導儲能23
2.7其他24
第2篇電力儲能繫統25
第3章電池儲能繫統27
3.1電池儲能繫統組成27
3.2儲能PCS主電路拓撲32
3.2.1基於△/變壓器拓撲33
3.2.2三單相變壓器組合式拓撲33
3.2.3基於直流母線分裂電容拓撲34
3.2.4三相四橋臂拓撲34
3.2.5基於級聯H橋的中高壓拓撲34
3.3儲能PCS控制技術35
3.3.1PCS數學模型36
3.3.2V/f控制45
3.3.3PQ控制46
3.3.4下垂控制47
目錄電力儲能技術及應用第4章飛輪儲能繫統50
4.1飛輪儲能繫統的結構50
4.2飛輪儲能繫統的主電路拓撲51
4.2.1主電路拓撲51
4.2.2永磁同步電機數學模型52
4.2.3電機側控制器參數設計與穩定性52
4.3飛輪儲能繫統的運行控制55
4.3.1並網準備55
4.3.2並網運行56
4.3.3飛輪儲能實驗56
第5章復合儲能繫統66
5.1復合儲能的提出66
5.2復合儲能繫統模型與分析67
5.2.1復合儲能繫統建模67
5.2.2功率能力的提高69
5.2.3內部損耗的降低72
5.2.4運行時間的延長75
5.3復合儲能的控制策略76
5.3.1直接並聯復合儲能繫統76
5.3.2通過電感器並聯復合儲能繫統77
5.3.3有源式復合儲能繫統78
5.4復合儲能應用案例81
第6章儲能繫統的大數據分析86
6.1大數據技術及其在儲能中的運用86
6.2儲能繫統的數據分析88
6.2.1鉛碳電池89
6.2.2BMS數據91
6.2.3PCS數據94
6.2.4儲能繫統數據采集及數據特點97
6.3基於聚類的儲能繫統數據分析方法98
6.3.1儲能大數據分析思路98
6.3.2聚類算法介紹99
6.4儲能大數據應用案例104
6.4.1數據預處理104
6.4.2數據清洗105
6.4.3初步統計107
6.4.4聚類的預處理——權重分配109
6.4.5聚類的預處理——手肘法確定聚類數112
6.4.6k-means聚類結果115
6.4.7電池健康狀態分化120
第3篇儲能在電力繫統中的應用125
第7章儲能在微電網中的應用127
7.1微電網中儲能的作用和微電網的主要應用形態127
7.1.1微電網中儲能的作用128
7.1.2微電網的主要應用形態131
7.2基於儲能的微電網並/離網控制132
7.2.1並網運行控制133
7.2.2離網運行控制134
7.2.3並/離網切換控制142
7.3基於儲能的微電網對等控制146
7.3.1對等控制146
7.3.2改進下垂控制148
7.3.3主從下垂控制158
7.4微電網應用案例163
第8章儲能用於可再生能源波動平抑166
8.1風電功率波動特征及其影響分析166
8.1.1風電功率波動特征分析與建模166
8.1.2風電功率波動對繫統頻率和電壓的影響175
8.1.3風電功率波動對繫統低頻振蕩的影響181
8.2儲能平滑風電有功功率波動187
8.2.1多類型儲能平抑風電功率波動的總體架構188
8.2.2基於一階低通濾波器的儲能控制189
8.2.3基於模型預測控制的儲能控制194
第9章風儲聯合參與繫統調頻調壓204
9.1風儲聯合參與繫統調頻204
9.1.1電力繫統調頻204
9.1.2風電機組調頻207
9.1.3儲能參與風電調頻211
9.1.4風儲聯合調頻控制212
9.2風儲聯合參與繫統調壓214
9.2.1電力繫統調壓214
9.2.2風電機組調壓216
9.2.3風儲聯合調壓控制219
9.3風儲聯合參與繫統調頻調壓220
9.3.1風儲聯合調頻調壓方案220
9.3.2風儲聯合調頻調壓控制策略222
9.3.3風儲聯合調頻調壓案例224
第10章基於儲能的虛擬電廠231
10.1虛擬電廠概述231
10.2虛擬電廠資源模型234
10.2.1可控電源模型234
10.2.2不可控電源模型235
10.2.3可中斷負荷模型236
10.2.4儲能繫統模型236
10.2.5其他資源237
10.3考慮不確定性的VPP優化調度237
10.3.1兩階段分布魯棒優化模型238
10.3.2求解算法241
10.3.3虛擬電廠案例242
參考文獻247

本書關注電力儲能繫統及其應用技術，凝聚了作者近年來在電力儲能、分布式發電、微電網及智能電網等領域的理論積累與實踐經驗。全書分為3篇，第1篇為概論，面向電力繫統的變革性發展，分析了儲能應用於繫統調頻、調峰、可再生能源消納、輸配電阻塞管理、分布式發電與微電網等的作用，介紹了目前典型儲能的技術原理與應用發展態勢。第2篇重點介紹了電池和飛輪儲能的繫統構成、電網接入拓撲及其控制技術，分析了復合儲能的理論基礎與控制方法，以及儲能大數據分析方法與應用。第3篇分析了基於儲能的微電網雙模式運行與對等控制方法，儲能應用於可再生能源發電波動平抑與調頻調壓特性改善的方法，以及基於儲能的虛擬電廠優化調度方法。本書旨在從電力繫統的未來發展出發，為儲能技術和電力繫統之間搭起一座橋梁，以適宜的儲能，更好的技術經濟性，滿足電力繫統的應用需求。本書可供電氣工程、新能源發電、智能電網等相關領域的工程技術人員，以及高等院校相關專等

唐西勝,齊智平,孔力 著