现代电网频率控制应用技术

现代电网频率控制应用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:高翔
出品人:
页数:258
译者:
出版时间:2010-9
价格:60.00元
装帧:
isbn号码:9787508399294
丛书系列:
图书标签:
  • 电气工程:电力系统:频率控制
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具体描述

《现代电网频率控制应用技术》主要内容包括:现代电网基本特征,频率控制的概念,基本电网频率控制技术,以及电网事故频率控制主要手段和实施要求。

【另辟蹊径】电网调频技术革新与未来展望:聚焦新型储能与智能控制 本书名: 跨越边界:下一代电网动态稳定与频率智能调控实践 目标读者群: 电力系统规划师、电网运行维护工程师、高比例新能源并网环境下的电力系统研究人员、能源互联网技术开发者、相关领域研究生及高级技术人员。 --- 内容概述 本书《跨越边界:下一代电网动态稳定与频率智能调控实践》并非专注于传统同步发电机组的惯量和一次调频机理,而是将视角投向了正在经历深刻变革的现代电力系统。在可再生能源(如风能和太阳能)大规模接入的背景下,电网的惯量支撑能力持续下降,传统基于旋转质量的频率控制机制正面临严峻挑战。本书旨在系统梳理和深入探讨应对这一挑战的前沿技术、创新策略和工程应用,重点聚焦于非同步发电源的快速响应能力构建、先进的频率监测与预警系统,以及基于人工智能的自适应控制架构。 全书内容紧密围绕如何构建一个高惯量、高阻尼、高韧性的未来电网展开,强调“主动、快速、精准”的频率控制范式转型。 第一部分:挑战与基础重构——后惯量时代的频率安全基线 本部分首先设定了研究的基调,明确了传统频率控制方法的局限性,并为后续的先进技术奠定理论基础。 第一章:新能源接入对系统动态特性的颠覆性影响 详细分析了逆变器主导型电源(如光伏、直驱式风电)对系统惯量和阻尼的实质性削弱机制。引入了“虚拟惯量”和“虚拟阻尼”的概念,并探讨了不同控制策略(如P/f下垂控制、Q/V下垂控制)在不同故障工况下的表现差异。重点分析了低惯量系统下的频率摆动特性(更陡峭的下降速率和更低的暂态下限)。 第二章:频率控制的新型资源识别与评估体系 传统的调频资源评估侧重于机组爬坡率和出力裕度。本章则聚焦于新型资源的评估,包括: 1. 快速储能系统(BESS)的响应特性分析: 详细建模并对比了锂离子电池、飞轮储能等在毫秒级、秒级响应速度下的动态性能指标。 2. 柔性负荷的潜力挖掘: 探讨了电动汽车(V2G/V1G)、工业加热负荷等如何通过快速断开或切入,提供可控的频率支撑。 3. 高渗透率风光机组的深度参与机制: 研究了如何通过修改逆变器控制器的软件逻辑,使之在特定频率阈值下释放储能或调整功率输出,实现“有功功率锁定”外的“惯量贡献”。 第三章:高精度同步化与频率基准的维持 在分布式电源普及的背景下,全球同步性的维持变得复杂。本章探讨了高精度时间同步技术(如基于北斗/GPS的频率监测)在广域监测中的应用,以及如何利用同步量测量单元(PMU)网络,实时、精确地测量电网的瞬时频率梯度(RoCoF)和系统惯量响应,为快速决策提供输入。 第二部分:先进调频技术与控制架构创新 本部分是本书的核心,详细阐述了为应对频率挑战而开发的尖端技术和控制方法。 第四章:多时间尺度频率控制的协同优化 现代电网的频率控制不再是单一的AGC/AGC系统,而是多层级、多时间尺度的复杂协同过程: 超快速响应层(0-3秒): 重点介绍基于功率电子设备(PCS)的直接转矩控制(DTC)或虚拟同步机(VSM)控制技术,实现毫秒级的系统惯量模拟和暂态稳定支撑。 快速调频层(3-30秒): 研究先进的BESS能量管理系统(EMS)和快速需求响应(DR)的调度逻辑,确保在一次调频耗尽后能够平稳过渡。 传统AGC/AGC优化: 探讨如何将新型资源(如储能、虚拟电厂)无缝集成到现有的自动发电控制(AGC)系统中,实现全局优化。 第五章:面向复杂耦合系统的频率稳定机理分析 当包含大量直流接入和柔性互联的区域电网发生失衡时,系统动态特性变得高度非线性。本章采用现代控制理论工具,如Lyapunov稳定性分析和特征值分析,来评估多区域交直流互联系统中的频率失稳风险,并提出基于非线性模型预测控制(NMPC)的频率控制策略,用以处理强非线性和耦合约束问题。 第六章:基于深度学习的频率事件预测与自适应控制 引入人工智能技术提升控制的预见性和鲁棒性: 1. 事件先验预测: 利用深度神经网络(如LSTM/Transformer)对历史故障数据进行学习,实时预测发生故障后系统惯量缺失的规模和频率下降速率。 2. 自适应控制器设计: 针对电网拓扑结构和运行工况的快速变化,设计基于强化学习(RL)的频率控制器,使其能够在线学习并自动调整比例增益、时间常数,以应对系统惯量和阻尼的动态变化。 第三部分:工程实践、标准与未来展望 本部分将理论与工程实践相结合,展望未来电网的频率控制生态。 第七章:区域电网频率控制的区域间协调与通信要求 在多区域互联系统中,频率失衡可能引发连锁反应。本章详细讨论了区域间调频服务的市场机制设计,以及支持频率控制协作所需的高可靠、低延迟的电力通信基础设施(如基于5G/TSN的控制通道)的需求和挑战。 第八章:频率控制的法规遵从与市场激励机制 分析了国际(如IEEE 1800系列标准)和国内在新型并网机组频率支撑方面的最新技术要求和测试规范。重点探讨如何设计市场激励机制,鼓励独立系统运营商(ISO/TSO)投资和部署具备快速调频能力的资源,实现“谁提供支撑,谁获得补偿”的经济闭环。 第九章:构建韧性电网的频率控制未来图景 总结本书的研究成果,展望下一代电网频率控制的几个关键发展方向: 去中心化频率控制: 探索基于区块链或分布式账本技术的、无需中心化调度机构的局部频率自治恢复方案。 数字孪生与实时仿真: 介绍如何利用数字孪生技术,在虚拟环境中对新型频率控制策略进行高保真验证,加速技术落地。 全电气化带来的新挑战与机遇: 面对大规模电力驱动的交通和供暖负荷,频率控制的边界将如何扩展。 --- 本书特色: 本书避开了对传统同步发电机组励磁和原调频系统的冗余介绍,将全部篇幅集中于电力电子设备、储能、人工智能这三大现代电网频率控制的“新支柱”上,提供了从机理分析到实际控制算法的完整技术链条,为读者理解和应对低惯量、高渗透率电力系统的频率安全问题提供了前瞻性的解决方案。

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读后感

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用户评价

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作为一名高校电力系统专业的学生,我在选择专业书籍时,总是希望能够找到既有学术深度,又能反映行业前沿发展的著作。《现代电网频率控制应用技术》完全符合我的期望。这本书的写作风格严谨而清晰,逻辑性非常强。从最基本的负荷频率控制(LFC)原理讲起,到更复杂的机组协调控制策略,再到当前备受关注的智能体和人工智能在频率控制中的应用,作者都进行了循序渐进的阐述。我特别赞赏书中对不同控制算法的数学推导和仿真分析,这让我能够更深入地理解其背后的机理。例如,在讲解降压频率控制(DFC)时,作者不仅给出了其数学模型,还详细解释了其在电网发生扰动时的作用方式。另外,书中还提到了如何利用大数据分析和机器学习技术来预测电网负荷和发电量,从而提前调整频率控制策略,这让我看到了频率控制技术未来的发展方向。这本书的参考文献也非常丰富,对于我进一步深入研究相关课题非常有价值。总而言之,这本书是我学习电网频率控制领域不可多得的优质教材。

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这本书的语言风格非常朴实,但其蕴含的技术深度却令人赞叹。我是一名在小型电力企业工作的技术人员,平时接触到的电网规模可能不如大型主干网那样复杂,但电网频率的稳定对我们来说同样至关重要。这本书在讲解频率控制技术时,并没有一味地追求最前沿、最复杂的算法,而是从最基本、最实用的角度出发,讲解了各种控制方法的原理和工程实现。例如,书中关于“自动电压调节”(AVR)与频率控制之间的联动关系,以及如何通过调整发电机的励磁系统来间接影响频率,这些内容对于我们日常的运行维护工作非常有指导意义。书中还提供了一些简单的仿真算例,让我能够亲手验证书中的理论,并理解不同参数对频率控制效果的影响。我尤其欣赏书中对“负荷频率控制”(LFC)系统的参数整定和性能评估方法的介绍,这些都是我们在实际应用中经常会遇到的问题。这本书的实操性很强,对于一线技术人员来说,能够直接从中获得解决实际问题的思路和方法,是非常难得的。

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我最近购入并阅读了《现代电网频率控制应用技术》,这本书给我带来了非常深刻的启发。作为一个长期在电力调度中心工作的技术人员,我每天都要面对电网频率的实时波动和各种突发情况。这本书的章节编排非常合理,从基础的电力系统稳定性理论出发,逐步深入到各种先进的频率控制技术。我特别喜欢书中关于“一次调频”、“二次调频”和“三次调频”的详细讲解,以及它们在实际电网中的联动配合机制。书中对不同类型发电机组的调频特性分析也非常到位,结合实际运行数据进行案例分析,让我对不同机组在承担调频任务时的优劣势有了更直观的理解。此外,书中对智能电网背景下,如何利用先进通信技术和信息技术实现更快速、更精准的频率控制也进行了深入探讨,例如实时数据采集、状态估计以及远程控制指令的下发等。读完这本书,我感觉自己的理论知识得到了极大的巩固和提升,同时也学到了许多实用的工程经验和处理方法,对于我在日常工作中解决复杂频率问题,提高电网运行的经济性和安全性,有了更坚实的理论基础和更广阔的思路。

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这本书真是太棒了!我一直对电力系统特别是电网的稳定运行很感兴趣,而频率控制又是其中的重中之重。我读过不少相关的专业书籍,但《现代电网频率控制应用技术》这本书给我的感觉是既有深度又不失实用性。作者在讲解理论知识的同时,还穿插了大量实际案例和最新的工程应用,让我能够清晰地看到理论是如何在实际电网中发挥作用的。例如,书中对几种主流的调频技术,如比例-积分-微分(PID)控制器、模型预测控制(MPC)以及更高级的人工智能算法在频率控制中的应用进行了详尽的阐述。我尤其欣赏书中对这些算法的数学模型、参数整定方法以及在不同运行工况下的性能分析。更难得的是,它还探讨了新能源接入对频率控制带来的挑战,以及相应的应对策略,比如储能系统和柔性负荷的协同控制。这本书的图表丰富,排版清晰,即使是初学者也能很快理解其中的概念。我个人觉得,这本书不仅适合电力系统领域的工程师和研究人员,也对想深入了解现代电网运行机理的学生非常有价值。读完之后,我对电网频率波动的成因、影响以及控制手段有了更加系统和全面的认识,这对于我今后的学习和工作都将产生深远的影响。

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这本书的出版,无疑为我们这些在新能源领域深耕的工程师们提供了一份极其宝贵的参考资料。随着风电、光伏等间歇性电源的大规模接入,传统的电网频率控制面临着前所未有的挑战。而《现代电网频率控制应用技术》恰恰聚焦于这一核心问题,并给出了许多创新的解决方案。我惊喜地发现,书中对基于模型预测控制(MPC)的频率控制策略进行了详细的介绍,并给出了具体的模型建立和优化算法,这对于我来说是极大的帮助,因为MPC在处理复杂约束条件和多目标优化方面具有显著优势,非常适合用于协调大规模新能源的接入。此外,书中还对分布式储能系统(如电池储能、抽水蓄能)在频率支撑中的作用进行了深入分析,包括其响应速度、容量配置以及控制策略等方面。我还特别关注了书中关于“虚拟同步发电机”(VSG)技术的讲解,这是一种模拟传统同步发电机的惯性响应和调频特性,对于平抑新能源输出的波动非常有意义。总的来说,这本书的实践指导意义非常强,它不仅讲解了理论,更给出了具体的应用方法和工程实现思路,让我对如何应对新能源高比例接入下的电网频率稳定性问题有了更清晰的认识。

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