風電系統電能質量和穩定性對策（簡體書）

本書介紹風能轉換系統的基本概念，討論並網和穩定性問題，闡明提高暫態穩定性以及盡可能降低風力發電系統的功率、頻率和電壓波動的方法。本書包括的內容有：風能和風能轉換系統概述，電機和電力電子學基本概念，風電並網的挑戰，電能質量問題的解決方法，改善電網故障期間的暫態穩定性，變速風力發電系統功率波動最小化方法。本書通俗易懂，有助於研究人員和工程技術人員理解每種方法的相對有效性，為風力發電機選擇適當的穩定性工具。

譯者序 前言致謝第1章 概述1.1 引言1.2 為什麼要開發可再生能源1.3 風能1.4 風力發電的優缺點1.4.1 可再生的無污染資源1.4.2 成本問題1.4.3 環境關注1.4.4 供電和運輸問題1.5 風能的全球現狀1.5.1 歐洲1.5.2 北美1.5.3 亞洲1.5.4 太平洋地區1.5.5 拉美1.5.6 非洲和中東1.6 本書的目的和範圍參考文獻第2章 風能轉換系統2.1 引言2.2 基本概念2.3 風電技術2.4 風力機系統的基礎元件2.5 風力機類型2.5.1 按機軸方向分類2.5.2 風力機功率範圍2.5.3 風力機安裝位置2.6 風力機建模2.6.1 理想風力機的功率輸出2.6.2 實際風力機的功率輸出2.7 小結參考文獻第3章 電機和電力系統3.1 引言3.2 直流電機3.3 交流電機3.3.1 同步電機3.3.2 異步電機3.3.3 同步磁阻電機3.3.4 變壓器3.4 電力系統3.4.1 常規發電3.4.2 輸電3.4.3 配電3.4.4 電力系統分析3.4.5 潮流研究3.4.6 標么值系統和基值3.4.7 電力系統故障3.4.8 電力系統穩定性3.4.9 斷路器3.4.10 電力系統控制3.5 電能質量3.6 小結參考文獻第4章 電力電子學4.1 引言4.2 功率器件4.3 整流器4.4 逆變器4.5 斬波器4.6 雙向離子變頻器4.7 脈寬調製策略4.8 PWMVSC4.9 電流源逆變器4.10 小結參考文獻第5章 風力發電機5.1 引言5.2 定速風能轉換系統5.3 變速風能轉換系統5.4 風力發電機5.4.1 同步發電機5.4.2 感應發電機5.5 風力發電機特性5.6 最大功率點跟蹤系統5.7 風電機組總效率計算5.7.1 計算方法概述5.7.2 解析公式5.7.3 計算方法5.7.4 仿真結果5.7.5 把暫態現象考慮在內的仿真結果5.7.6 使用概率密度函數計算效率5.8 小結參考文獻第6章 風電機組並網問題6.1 引言6.2 暫態穩定性和電能質量問題6.3 風電的變化性6.4 風速隨機波動引起的功率、頻率和電壓波動6.5 聯網要求6.5.1 孤島現象與自動重合閘6.5.2 其他問題6.6 電力系統設計與運行6.7 儲能選項6.8 電網基礎設施6.9 風電對系統充裕度的貢獻6.10 小結參考文獻第7章 風力發電系統電能質量問題的對策7.1 引言7.2 各種儲能系統7.2.1 超導磁儲能7.2.2 蓄電池儲能系統7.2.3 高級電容器7.2.4 飛輪儲能7.2.5 抽水蓄能7.2.6 液流電池7.2.7 壓縮空氣儲能7.2.8 熱電儲能系統7.2.9 混合儲能系統7.3 各類儲能系統比較7.4 用超導磁儲能平抑風力發電系統的功率、頻率和電壓波動7.4.1 計算電力系統頻率的方法7.4.2 仿真結果及討論7.4.3 超導磁儲能系統的額定功率及額定能量7.5 用飛輪儲能系統改善電能質量7.5.1 直流母線微電網系統7.5.2 電壓/頻率控制7.5.3 微電網系統運行7.5.4 飛輪儲能系統控制7.5.5 穩定性問題7.6 含超級電容器儲能的雙饋感應風力機恒功率控制7.6.1 單台雙饋感應風力機的控制7.6.2 轉子側變換器的控制7.6.3 電網側變換器的控制7.6.4 儲能系統的配置和控制7.6.5 風力機葉片變槳控制7.6.6 風電場監控7.7 通過槳距角控制實現風力發電系統功率的平穩輸出7.8 小結參考文獻第8章 定速風力發電系統的暫態穩定性對策8.1 引言8.2 模型系統8.3 槳距控制法8.4超導磁儲能法8.4.1 PWM電壓源變換器8.4.2 兩象限DC?DC斬波器8.5 靜止同步補償器法8.6 制動電阻法8.7 故障電流超導限制法8.8 穩定方法比較8.8.1 性能分析8.8.2 控制結構分析8.8.3 成本分析8.8.4 總體比較8.9 小結參考文獻第9章 變速風力發電系統的故障穿越能力9.1 引言9.2 雙饋感應發電機系統9.2.1 轉子側變換器9.2.2 電網側變換器9.3 繞線轉子同步發電機系統9.3.1 轉速控制器9.3.2 槳距控制器9.3.3 勵磁控制器9.3.4 電網側逆變控制器9.4 永磁同步發電機系統9.4.1 背靠背變換器控制9.4.2 ESS控制9.4.3 ESS額定值9.4.4 ESS設計案例9.5 磁阻投切發電機系統9.5.1 SRG運行9.6 小結參考文獻