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| 內容簡介： |
自同步电压源型新能源的研究与应用，有助于探索解决高比例新能源电网存在的惯量支撑差、调频调压手段匮乏、电网安全稳定多形态交织和控制复杂化、电网运行压力大等问题，对于保障高比例新能源电网安全稳定运行具有重要意义。
本书共6 章。内容分别为概述、变速恒频风机自同步电压源、光伏与储能自同步电压源、自同步电压源控制参数设计方法与实证、自同步电压源调频能力分析与实践，以及自同步电压源调压能力分析与实践。
本书理论知识与工程设计相结合，可作为高校新能源科学与工程、电力电子等相关专业的研究生参考书，也可供从事新能源并网装备研究开发的工程技术人员参考使用。
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| 關於作者： |
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王伟，总工程师，博士。长期从事大型机组励磁控制、电力电子交流技术、新能源发电并网运行与控制技术研究。主持承担了国家级、省级、国家电网公司重大科技项目20余项，突破新能源虚拟同步机、光储系统自主运行与主动支撑等一系列新能源领域关键技术。已发表论文38篇，授权发明专利21项，参加制订国标/企标10余项，相关成果已获省部级科技进步奖励11项。
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| 目錄：
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目录
前言
第1 章 概述 1
1.1 背景及意义 1
1.2 新能源自同步电压源基本原理 3
1.3 新能源自同步电压源研究现状及发展 5
第2 章 变速恒频风机自同步电压源 10
2.1 变速恒频风机发电基本原理 10
2.2 直驱风机自同步电压源原理及设计 20
2.3 双馈风机自同步电压源控制 51
本章小结 71
第3 章 光伏与储能自同步电压源 73
3.1 光资源特性及光伏电池建模 74
3.2 光伏自同步电压源控制原理 78
3.3 考虑源网扰动的MPPT 与直流电压协调控制 95
3.4 考虑负载不平衡时的储能自同步电压源独立构网优化控制 105
3.5 试验验证 115
本章小结 145
第4 章 自同步电压源控制参数设计方法与实证 147
4.1 自同步电压源主电路数学模型 147
4.2 自同步电压源控制小信号模型 155
4.3 自同步电压源功率环环路分析 158
4.4 自同步电压源控制环参数设计实例 164
4.5 2MW 直驱风机自同步电压源现场实证 171
4.6 500kW 自同步电压源光伏逆变器现场实证 194
本章小结 204
第5 章 自同步电压源调频能力分析与实践 205
5.1 有功/ 频率协调控制对控制参数的要求 205
5.2 计及MPPT 的多自同步电压源有功/ 频率协调控制 206
5.3 多自同步电压源有功/ 频率协调控制仿真验证 213
本章小结 221
第6 章 自同步电压源调压能力分析与实践 222
6.1 线路阻抗不匹配导致的无功控制问题 222
6.2 基于虚拟阻抗的无功均衡控制技术 227
6.3 基于多智体算法的场站无功/ 电压协调控制 236
6.4 多自同步电压源无功/ 电压协调控制仿真验证 237
本章小结 253
参考文献 254
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| 內容試閱：
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前言随着新能源在我国电力系统中占比快速提升，电网整体惯量水平和调频调压能力显著下降，由此引起的安全稳定问题备受关注。2016 年国家电网有限公司（简称国家电网公司）探索性提出将虚拟同步发电机（virtual synchronous generator， VSG）技术应用于大电网，提高新能源并网对电网频率、电压的支撑能力，集中开展了虚拟同步发电机技术研究、标准编制、装置开发以及示范工程实施，取得了大量科技成果。然而，在新能源由替代能源向主导电源转变的发展趋势下，电网对新能源的同步支撑能力提出了更高要求。采用自同步电压源控制技术改造和升级风力发电、光伏发电并网装备，进一步提高新能源的电网惯量响应、频率阻尼以及电压主动支撑性能，成为构建高比例新能源电力系统的必要条件和重要基础。南瑞集团（国网电力科学研究院有限公司）承担我国第一个以自同步电压源、虚拟同步机特性光伏逆变器等为重点的863 课题，创新提出了微电网自主同步运行、电压源对等并联的技术框架，研制了500kW 储能自同步电压源（self synchronous voltage source，SVI）、光伏虚拟同步发电机等一批核心装备。在此基础之上，进一步承担了2020 年国家电网公司重点科技项目“高比例新能源电力系统的自同步电压源型新能源发电关键技术研究”，深入研究了无储能支撑的光伏发电、风力发电自同步电压源控制策略，并开展了装备研制及示范应用。作为国家电网公司自同步电压源型新能源发电装备研发与示范的主要承担单位，研制了5MW 储能自同步电压源、500kW 电流源光伏虚拟同步发电机/ 自同步电压源以及2MW 风电虚拟同步发电机/ 自同步电压源，并通过了并网检测；在张北国家风光储输示范工程中完成了虚拟同步发电机/ 自同步电压源的整体技术示范，并推广应用于西藏达孜、青海祁连、吉林通辽、宁夏嘉泽等近百个风力发电、光伏发电项目，为新能源自同步电压源装备研发与实证研究提供了充分的技术储备与实践经验。可以说，本书是新能源并网运行控制与装备研制领域近七年研究成果的总结。本书共6 章。第1 章阐述了新能源自同步电压源基本原理、研究现状及发展情况；第2 章分析了变速恒频风机自同步电压源（双馈、直驱）控制原理、致稳及并网阻尼策略，给出了状态空间模型以及相关控制参数设计方法；第3 章分析了光伏与储能自同步电压源控制原理，讨论了计及源网扰动的最大功率点跟踪（maximum power point tracking，MPPT）与直流电压协调控制策略，以及考虑负载不平衡时的储能自同步电压源独立构网优化控制方法；第4 章针对自同步电压源型新能源发电逆变单元开展数学建模并给出其小信号模型，详细讨论了控制环路关键参数计算方法，分别给出了2MW 自同步电压源型直驱风机以及500kW 自同步电压源型光伏逆变器现场实证；第5 章与第6 章分别针对自同步电压源调频能力、调压能力进行分析，讨论了计及MPPT 的多自同步电压源有功/ 频率协调控制，以及基于虚拟阻抗的多自同步电压源无功均衡控制，并通过翔实的仿真算例对所提策略进行了可行性和正确性验证。本书研究成果联合了上海交通大学、东南大学、国网冀北电力、国网甘肃电力等项目团队，得到了国家重点研发计划、国家电网公司科技项目、江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金资助，在此表示衷心的感谢。限于作者时间和水平，不足之处请广大读者批评指正。王伟2024 年4 月
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