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第1章 能源与电网1

1.1能源现状1

1.1.1能源的发展1

1.1.2世界能源现状3

1.1.3中国能源现状5

1.2能源利用、转换与存储7

1.2.1能源利用7

1.2.2能源转换11

1.2.3能源存储13

1.3智能化的现代电力系统19

1.3.1数字电力系统20

1.3.2 FRIENDS柔性配电系统21

1.3.3微网22

1.3.4智能电网24

1.4本章小结27

第2章 能源互联网分类与框架28

2.1能源与能源互联网28

2.1.1能源互联网的提出28

2.1.2能源互联网的自能源30

2.1.3能源互联网的性质与分类32

2.2全球能源互联网35

2.3广义能源互联网36

2.4狭义能源互联网37

2.4.1狭义能源互联网的核心设备39

2.4.2狭义能源互联网的关键技术40

2.5能源互联网的信息技术42

2.5.1能源互联网中的通信42

2.5.2能源互联网中的软件结构42

2.5.3能源互联网的标准协议45

2.6能源互联网的继电保护方案45

2.6.1改进纵联保护方案46

2.6.2低电压加速反时限过电流保护原理47

2.6.3能源互联网保护配置方案48

2.7能源互联网与电网的交互影响49

2.7.1电网对能源互联网的影响49

2.7.2能源互联网对电网的影响52

2.8本章小结58

第3章 能源互联网的能源接口60

3.1能源接口60

3.2广义能源接口60

3.2.1一次能源-电能接口61

3.2.2一次能源-热能接口62

3.2.3一次能源-其他形式能量接口64

3.3狭义能源接口66

3.3.1狭义能源接口中的数据采集68

3.3.2狭义能源接口中的信息技术70

3.3.3狭义能源接口的硬件设计73

3.4本章小结76

第4章 能源互联网的能源交换机77

4.1能源交换机概述77

4.1.1能源交换机基本概念77

4.1.2能源互联系统中的能源交换机78

4.2三种典型能源交换机80

4.2.1 DC/AC交换机80

4.2.2 DC/DC交换机80

4.2.3 AC/AC交换机81

4.3能源交换机控制策略81

4.3.1下垂控制方法81

4.3.2数据驱动控制方法84

4.3.3基于多智能体的自适应协调控制84

4.4能源交换机与电能质量调节93

4.4.1能源互联网中的电能质量问题93

4.4.2能源交换机在电能质量调节中的应用94

4.4.3基于能源交换机的能源互联网三相不平衡补偿策略94

4.5本章小结103

第5章 能源互联网的能源路由器104

5.1能源路由器总述104

5.1.1引言104

5.1.2能源路由器的总体框架105

5.1.3能源路由器的运行模式107

5.2能源路由器的功能需求107

5.2.1能源互联网的发电/负荷预测107

5.2.2能源互联网的故障隔离108

5.2.3能源互联网的时间同步109

5.3固态变压器模块的结构设计110

5.3.1固态变压器基本概念110

5.3.2能源路由器的固态变压器模块结构及工作原理111

5.3.3能源路由器的固态变压器模块数学建模及控制策略114

5.3.4仿真分析118

5.4能源路由器的协调控制策略120

5.4.1多智能体协调控制方法简介120

5.4.2以能源路由器为核心的能源互联网智能协调控制系统120

5.4.3基于多智能体包含控制算法的多个能源路由器间协调控制策略125

5.4.4仿真分析128

5.5本章小结130

第6章 能源互联网的孤岛检测132

6.1孤岛效应概述及检测盲区132

6.2单个能源交换机的孤岛检测134

6.2.1旋转型DG孤岛检测134

6.2.2逆变型DG孤岛检测138

6.3多能源交换机孤岛检测143

6.3.1两台能源交换机均采用AFD法144

6.3.2两台能源交换机分别采用AFD法和SFS法145

6.4稳定性分析146

6.4.1孤岛检测控制器的小信号数学模型146

6.4.2输出滤波器与耦合电感的小信号数学模型148

6.4.3能源子网电源的小信号数学模型150

6.4.4能源子网电源根轨迹分析151

6.5本章小结153

第7章 能源互联网的关键节点辨识154

7.1能源互联网的节点定义与节点划分154

7.1.1能源互联网的节点定义154

7.1.2能源互联网的节点划分155

7.2基于网络可控性的关键节点辨识方法156

7.2.1网络的可控性分析157

7.2.2基于网络可控性的关键节点辨识160

7.2.3仿真分析162

7.3基于网络最大流的关键节点辨识方法165

7.3.1基于网络最大流构建系统模型166

7.3.2基于网络最大流的关键节点辨识167

7.3.3仿真分析168

7.4本章小结171

第8章 能源互联网的分级网络控制173

8.1能源互联网的网络控制架构173

8.2基于能源互联网结构的网络控制建模175

8.2.1能源接口的建模175

8.2.2能源交换机的建模179

8.3基于多智能体的能源互联网网络控制算法182

8.3.1能源交换机的算法切换信号设计183

8.3.2能源交换机层网络拓扑结构及算法设计184

8.4基于网络控制的能源互联网运行特性188

8.4.1能源互联网运行特性188

8.4.2基于IEEE-34标准节点能源互联网运行特性192

8.5本章小结194

第9章 能源互联网的储能优化195

9.1能源互联网传输线上储能优化195

9.1.1逆变电源建模195

9.1.2互联系统间联络线功率特性分析196

9.1.3储能优化配置效果研究201

9.2基于暂态能量函数的能源互联网储能优化204

9.2.1能源互联网结构保留模型205

9.2.2结构保留模型能量函数建立207

9.2.3储能优化布局209

9.2.4储能优化配置效果研究211

9.3本章小结217

第10章 能源互联网的能量评估与稳定分析218

10.1能源互联网的参数建模218

10.1.1电机阻尼系数建模219

10.1.2能源互联网逆变器/整流器功率建模220

10.2能源互联网的能量评估222

10.2.1能量函数评估方法222

10.2.2能源路由器的能量函数设计223

10.2.3能源互联网的能量函数设计227

10.3能源互联网的稳定性分析229

10.4本章小结231

第11章 能源互联网的实现232

11.1狭义能源互联网构建232

11.1.1狭义能源互联网的架构232

11.1.2狭义能源互联网中的重要设备实现235

11.1.3狭义能源互联网中的接入设备236

11.2狭义能源互联网工作状态分析243

11.2.1狭义能源互联网的能源互联模式244

11.2.2狭义能源互联网的传统网络模式245

11.3狭义能源互联网监控系统245

11.3.1狭义能源互联网监控系统模块介绍246

11.3.2狭义能源互联网监控系统简介247

11.4本章小结250

参考文献251