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　　编辑推荐

　　适读人群 ：电气工程、新能源发电、智能电网等相关领域的工程技术人员，以及高等院校相关专业师生

　　本书是“十三五”国家重点出版物出版规划项目、国家科学技术学术著作出版基金资助出版项目！

　　本书关注电力储能系统及其应用技术，凝聚了作者近年来在电力储能、分布式发电、微电网及智能电网等领域的理论积累与实践经验。

　　内容简介

　　本书关注电力储能系统及其应用技术，凝聚了作者近年来在电力储能、分布式发电、微电网及智能电网等领域的理论积累与实践经验。全书分为3篇，第1篇为概论，面向电力系统的变革性发展，分析了储能应用于系统调频、调峰、可再生能源消纳、输配电阻塞管理、分布式发电与微电网等的作用，介绍了目前典型储能的技术原理与应用发展态势。第2篇重点介绍了电池和飞轮储能的系统构成、电网接入拓扑及其控制技术，分析了复合储能的理论基础与控制方法，以及储能大数据分析方法与应用。第3篇分析了基于储能的微电网双模式运行与对等控制方法，储能应用于可再生能源发电波动平抑与调频调压特性改善的方法，以及基于储能的虚拟电厂优化调度方法。

　　本书旨在从电力系统的未来发展出发，为储能技术和电力系统之间搭起一座桥梁，以适宜的储能，更好的技术经济性，满足电力系统的应用需求。本书可供电气工程、新能源发电、智能电网等相关领域的工程技术人员，以及高等院校相关专业的师生阅读使用。

　　作者简介

　　唐西胜，博士，中国科学院电工研究所研究员，博士生导师，IEEE高级会员。长期致力于电力系统稳定与控制、分布式电力与储能、交直流微电网等方面的研究与产业化工作。

　　内页插图

　　目录

　　目录

　　前言

　　第1篇概论1

　　第1章储能在电力系统中的作用3

　　11参与电力系统辅助服务3

　　12参与电力系统调峰5

　　121常规调峰手段5

　　122用户侧储能调峰6

　　13提高可再生能源发电消纳能力8

　　131改善可再生能源发电特性8

　　132通过时移消纳弃风弃光9

　　133提高电力系统的供电充裕度10

　　14延缓输配线路升级改造11

　　15分布式发电和微电网13

　　16主辅结合，展现储能多重价值14

　　第2章主要电力储能技术16

　　21抽水蓄能16

　　22压缩空气储能17

　　23电化学储能18

　　24飞轮储能21

　　25超级电容器22

　　26超导储能23

　　27其他24

　　第2篇电力储能系统25

　　第3章电池储能系统27

　　31电池储能系统组成27

　　32储能PCS主电路拓扑32

　　321基于△/变压器拓扑33

　　322三单相变压器组合式拓扑33

　　323基于直流母线分裂电容拓扑34

　　324三相四桥臂拓扑34

　　325基于级联H桥的中高压拓扑34

　　33储能PCS控制技术35

　　331PCS数学模型36

　　332V/f控制45

　　333PQ控制46

　　334下垂控制47

　　目录电力储能技术及应用第4章飞轮储能系统50

　　41飞轮储能系统的结构50

　　42飞轮储能系统的主电路拓扑51

　　421主电路拓扑51

　　422永磁同步电机数学模型52

　　423电机侧控制器参数设计与稳定性52

　　43飞轮储能系统的运行控制55

　　431并网准备55

　　432并网运行56

　　433飞轮储能实验56

　　第5章复合储能系统66

　　51复合储能的提出66

　　52复合储能系统模型与分析67

　　521复合储能系统建模67

　　522功率能力的提高69

　　523内部损耗的降低72

　　524运行时间的延长75

　　53复合储能的控制策略76

　　531直接并联复合储能系统76

　　532通过电感器并联复合储能系统77

　　533有源式复合储能系统78

　　54复合储能应用案例81

　　第6章储能系统的大数据分析86

　　61大数据技术及其在储能中的运用86

　　62储能系统的数据分析88

　　621铅碳电池89

　　622BMS数据91

　　623PCS数据94

　　624储能系统数据采集及数据特点97

　　63基于聚类的储能系统数据分析方法98

　　631储能大数据分析思路98

　　632聚类算法介绍99

　　64储能大数据应用案例104

　　641数据预处理104

　　642数据清洗105

　　643初步统计107

　　644聚类的预处理——权重分配109

　　645聚类的预处理——手肘法确定聚类数112

　　646k-means聚类结果115

　　647电池健康状态分化120

　　第3篇储能在电力系统中的应用125

　　第7章储能在微电网中的应用127

　　71微电网中储能的作用和微电网的主要应用形态127

　　711微电网中储能的作用128

　　712微电网的主要应用形态131

　　72基于储能的微电网并/离网控制132

　　721并网运行控制133

　　722离网运行控制134

　　723并/离网切换控制142

　　73基于储能的微电网对等控制146

　　731对等控制146

　　732改进下垂控制148

　　733主从下垂控制158

　　74微电网应用案例163

　　第8章储能用于可再生能源波动平抑166

　　81风电功率波动特征及其影响分析166

　　811风电功率波动特征分析与建模166

　　812风电功率波动对系统频率和电压的影响175

　　813风电功率波动对系统低频振荡的影响181

　　82储能平滑风电有功功率波动187

　　821多类型储能平抑风电功率波动的总体架构188

　　822基于一阶低通滤波器的储能控制189

　　823基于模型预测控制的储能控制194

　　第9章风储联合参与系统调频调压204

　　91风储联合参与系统调频204

　　911电力系统调频204

　　912风电机组调频207

　　913储能参与风电调频211

　　914风储联合调频控制212

　　92风储联合参与系统调压214

　　921电力系统调压214

　　922风电机组调压216

　　923风储联合调压控制219

　　93风储联合参与系统调频调压220

　　931风储联合调频调压方案220

　　932风储联合调频调压控制策略222

　　933风储联合调频调压案例224

　　第10章基于储能的虚拟电厂231

　　101虚拟电厂概述231

　　102虚拟电厂资源模型234

　　1021可控电源模型234

　　1022不可控电源模型235

　　1023可中断负荷模型236

　　1024储能系统模型236

　　1025其他资源237

　　103考虑不确定性的VPP优化调度237

　　1031两阶段分布鲁棒优化模型238

　　1032求解算法241

　　1033虚拟电厂案例242

　　参考文献247

　　前言/序言

　　前言

　　电力系统稳定与高效运行的关键，是要处理好能量的瞬时平衡与时空协调，由于可再生能源发电的规模化接入显得尤为突出，而储能则是维系这种平衡与协调的重要手段。近年来多种新型储能技术逐步实用化，如先进抽水蓄能、新型压缩空气储能、锂离子电池、铅碳电池、液流电池、钠硫电池，以及飞轮储能和超级电容器等，它们具有各自独特的技术经济特点，大大丰富了电力储能技术的内涵，也为其应用增添了更多选择。

　　目前关于储能应用于电力系统的研究、示范和运营越来越多，多种储能技术及其系统正在其适宜的领域不断完善。但由于电力储能系统涉及多学科和专业，如何根据不同的应用需求选择适宜的储能技术、设计合理的应用系统，并实现高效调控，是提高其技术经济性的重要保证。

　　本书从电力系统应用需求出发，介绍了典型的电力储能技术、系统组成、控制架构，结合储能在微电网、虚拟电厂、可再生能源发电波动平抑与调频调压等方面的应用，重点从系统设计、运行控制等方面展开分析，并给出了储能大数据分析及应用方法。