分布式發電與微電網技術（簡體書）

《分布式發電與微電網技術》主要內容簡介：分布式發電是解決未來能源短缺的必經之路，而微電網作為“網中網”的形式是解決分布式發電無縫接入大電網的發展趨勢。《分布式發電與微電網技術》從未來電力系統發展所面臨的兩大問題出發，內容由兩部分組成。第一部分介紹分布式發電，以解決能源問題；第二部分介紹微電網，以解決電網模式問題。全書共分為9章。第1章主要簡述分布式發電以及微電網；第2章至第5章介紹分布式發電的關鍵技術，包括分布式電源特性、含分布式發電的配電網潮流計算以及分布式電源的定址和定容問題；第6章至第9章介紹微電網的關鍵技術，主要包括國內外微電網發展現狀、微電網管理系統、孤島檢測問題以及微電網下的市場競價問題。《分布式發電與微電網技術》可供省市級電網運行與調度工作者及科研院所工程技術人員參考，也可供高等院校電氣工程類專業教師、高年級本科生及研究生參考使用。

《分布式發電與微電網技術》為新能源及高效節能應用技術叢書之一。

第1章 從分布式發電到微電網 1
1.1 分布式發電 1
1.1.1 分布式發電的概念 1
1.1.2 分布式發電技術 2
1.1.3 分布式發電并網技術 3
1.1.4 分布式發電的研究與發展 4
1.2 微電網 5
1.2.1 微電網的概念 5
1.2.2 微電網技術 6
1.2.3 微電網的研究與發展 7

第一部分 分布式發電
第2章 典型分布式電源 11
2.1 概述 11
2.2 太陽能光伏發電 11
2.2.1 光伏發電基本原理 11
2.2.2 光伏電池數學模型 12
2.2.3 光伏發電功率特性 15
2.2.4 光伏發電運行失配現象及機理 17
2.3 風力發電 21
2.3.1 風力發電基本原理 21
2.3.2 風力發電機分類 22
2.3.3 感應發電機型風電機組 23
2.3.4 雙饋恒頻型風電機組 25
2.3.5 直驅型風電機組 30
2.4 燃料電池發電 34
2.4.1 燃料電池發電基本原理 34
2.4.2 PEMFC數學模型 38
2.4.3 PEMFC運行特性 40
2.5 微型燃氣輪機發電 40
2.5.1 微型燃氣輪機發電系統 41
2.5.2 微型燃氣輪機動態數學模型 44
2.5.3 微型燃氣輪機運行特性 45
2.5.4 不同結構MT運行特點比較 46

第3章 分布式電源并網及控制 48
3.1 概述 48
3.2 光伏發電并網及控制 48
3.2.1 并網系統描述 48
3.2.2 并網方式 49
3.2.3 并網控制策略 52
3.3 風力發電并網及控制 54
3.3.1 并網方式 54
3.3.2 控制系統 61
3.4 燃料電池發電并網及控制 70
3.4.1 并網系統結構 71
3.4.2 并網控制策略 72
3.5 微型燃氣輪機發電并網及控制 74
3.5.1 并網系統結構 74
3.5.2 系統建模 74
3.5.3 控制方式 76

第4章 含分布式發電的配電網潮流計算 78
4.1 概述 78
4.2 傳統配電網數學模型 78
4.3 傳統配電網潮流計算方法 79
4.3.1 牛頓類潮流計算方法 79
4.3.2 母線類潮流計算方法 80
4.3.3 支路類潮流計算方法 81
4.3.4 3類潮流算法的比較 83
4.4 分布式電源在潮流計算中的節點處理方法 84
4.5 含分布式發電的配電網潮流計算方法 87
4.6 算例分析 88

第5章 分布式電源在配電網中的優化配置 93
5.1 概述 93
5.2 分布式電源的選址和定容 94
5.2.1 目標函數 94
5.2.2 約束條件 95
5.3 基于圖示的優化配置方法 95
5.3.1 功率分布 95
5.3.2 饋線電壓分布 97
5.3.3 目標函數與約束條件 99
5.4 基于“功率圓”的優化配置方法 101
5.4.1 假設條件與目標函數 101
5.4.2 功率圓 102
5.4.3 DG最佳接入位置 103
5.4.4 算例分析 106

第二部分 微電網
第6章 微電網概況 112
6.1 概述 112
6.1.1 微電網產生的背景 112
6.1.2 微電網的定義 112
6.1.3 微電網的典型結構 113
6.1.4 微電網的特點 114
6.1.5 儲能技術 116
6.2 國內外發展現狀 118
6.2.1 國外微電網的發展現狀 118
6.2.2 國內微電網的發展形勢 122

第7章 微電網管理與控制 125
7.1 微源接口類型 125
7.2 微電網基本控制策略 127
7.2.1 微電網控制的特殊性 127
7.2.2 主從控制法 129
7.2.3 對等控制法 129
7.3 典型主從控制法介紹 131
7.3.1 微電源控制器 131
7.3.2 中央控制器 135

第8章 孤島型微電網 143
8.1 孤島效應 143
8.2 孤島檢測的基本問題 144
8.2.1 注意事項 144
8.2.2 檢測標準 144
8.2.3 測試電路 145
8.2.4 基本原理 145
8.2.5 檢測盲區 147
8.3 孤島檢測方法 148
8.3.1 基于通信的孤島檢測方法 148
8.3.2 基于同步發電機的本地孤島檢測方法 149
8.3.3 基于逆變器的本地孤島檢測方法 150
8.3.4 各種孤島檢測方法的比較 156

第9章 市場環境下的微電網 157
9.1 微電網參與市場 157
9.2 競價流程 158
9.3 MCP規則 158
9.4 MCP理論 158
9.4.1 單邊競價市場 159
9.4.2 雙邊競價市場 160
9.5 案例分析 160
9.5.1 需求恒定時的線性供給競價 161
9.5.2 需求線性變化時的線性供給競價 162
9.6 對電力市場的影響 164
附錄1 分布式發電IEEE1547技術標準主要內容(中英文對照) 165
附錄2 其他分布式發電相關技術標準 178
參考文獻 182

1.光伏發電技術
光伏發電技術是一種將太陽輻射能通過光伏效應、經光伏電池直接轉換為電能的發電技術，它向負荷直接提供直流電或經逆變器將直流電轉換為交流電。光伏發電系統的建設成本至今仍然很高，發電效率也有待提高。目前商業化單晶硅和多晶硅的電池效率為13％－17％，影響光伏發電技術的大規模應用。但由于光伏發電是在白天發電，與負荷的最大電力需求有很好的相關性，今後必將獲得大量應用。目前用于發電系統的光伏發電技術大多為小規模、分散式獨立發電系統或中小規模并網光伏發電系統，基本上屬于分布式發電的范疇。
2.風力發電技術
風力發電技術是一種將風能通過風力發電機轉換為電能的發電技術。我國自20世紀50年代開始發展風力發電，最初是用于農村和牧區的家庭自用小風力發電機，之後在新疆、內蒙古、吉林、遼寧等地建立了一些容量在10kW以下的小型風電場，還在西藏、青海等地建立了一些由小型風力發電、光伏發電和柴油機發電共同構成的聯合發電系統。在國外，也有在城市郊區建設少量（幾臺）大單機容量（1MW以上）的風力發電機組，并入低壓配電網。這些靠近負荷的小型風電場屬于分布式發電的范疇。