工業(yè)負(fù)荷建?？刂萍半娋W(wǎng)互動(dòng)調(diào)節(jié)

目錄
“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備叢書”序
前言
第1章 高耗能工業(yè)負(fù)荷的基本分類與地理分布 1
1.1 中國可再生能源消納現(xiàn)狀 1
1.1.1 電源側(cè)提高電力系統(tǒng)靈活性 2
1.1.2 電網(wǎng)側(cè)提高電力系統(tǒng)靈活性 2
1.1.3 負(fù)荷側(cè)提高電力系統(tǒng)靈活性 3
1.2 高耗能工業(yè)負(fù)荷的基本分類 4
1.3 電解鋁負(fù)荷的產(chǎn)能概況與地理分布 6
1.4 礦熱爐的產(chǎn)能概況與地理分布 7
1.5 多晶硅的產(chǎn)能概況與地理分布 8
1.6 高耗能工業(yè)負(fù)荷生產(chǎn)特點(diǎn) 9
1.7 本章小結(jié) 10
參考文獻(xiàn) 10
第2章 典型高耗能工業(yè)負(fù)荷特性及建模方法 13
2.1 電解鋁的負(fù)荷特性及建模方法 13
2.1.1 電解鋁工業(yè)生產(chǎn)工藝特點(diǎn) 13
2.1.2 電解鋁負(fù)荷拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及特性 14
2.1.3 電解鋁負(fù)荷穩(wěn)流系統(tǒng) 15
2.1.4 電解鋁負(fù)荷有功-電壓外特性建模 16
2.2 礦熱爐及鋼鐵負(fù)荷特性及建模方法 19
2.2.1 合金冶煉類工業(yè)生產(chǎn)工藝特點(diǎn) 19
2.2.2 礦熱爐等效電路 22
2.2.3 礦熱爐電極升降系統(tǒng) 26
2.2.4 軋鋼負(fù)荷模型 27
2.2.5 礦熱爐及鋼鐵負(fù)荷調(diào)節(jié)能力仿真 31
2.3 多晶硅的負(fù)荷特性及建模方法 34
2.3.1 多晶硅生產(chǎn)工藝特性 34
2.3.2 多晶硅負(fù)荷功率外特性 36
2.3.3 多晶硅供電電源 41
2.3.4 多晶硅負(fù)荷調(diào)節(jié)能力仿真 44
2.4 本章小結(jié) 45
參考文獻(xiàn) 46
第3章 高耗能工業(yè)負(fù)荷控制方法 48
3.1 電解鋁負(fù)荷控制方法 48
3.1.1 基于有載調(diào)壓變壓器調(diào)節(jié)方法 48
3.1.2 基于飽和電抗器調(diào)節(jié)方法 49
3.1.3 基于交流側(cè)母線電壓調(diào)節(jié)方法 50
3.1.4 電解鋁負(fù)荷調(diào)控特性現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證 51
3.2 礦熱爐負(fù)荷控制方法 59
3.2.1 礦熱爐負(fù)荷阻抗-有功調(diào)節(jié)方法 59
3.2.2 仿真分析 64
3.3 多晶硅負(fù)荷控制方法 67
3.3.1 多晶硅負(fù)荷控制原理 67
3.3.2 多晶硅負(fù)荷控制需要考慮的安全因素 68
3.4 本章小結(jié) 70
參考文獻(xiàn) 71
第4章 高耗能工業(yè)負(fù)荷參與局域電網(wǎng)頻率控制方法 72
4.1 含高耗能工業(yè)負(fù)荷的局域電網(wǎng)運(yùn)行難點(diǎn)分析 72
4.1.1 含高耗能工業(yè)負(fù)荷的局域電網(wǎng)構(gòu)架 72
4.1.2 含高耗能工業(yè)負(fù)荷的局域電網(wǎng)頻率特性分析 73
4.1.3 含高耗能工業(yè)負(fù)荷的局域電網(wǎng)運(yùn)行存在的難點(diǎn) 74
4.2 基于電解鋁負(fù)荷控制的局域電網(wǎng)頻率控制方法 76
4.2.1 基于系統(tǒng)頻率反饋的電解鋁負(fù)荷控制器構(gòu)架 76
4.2.2 電解鋁負(fù)荷控制器參數(shù)設(shè)計(jì) 77
4.2.3 基于廣域信息的不平衡功率在線辨識(shí) 81
4.2.4 電壓靈敏度方法 83
4.2.5 電解鋁有功控制方法實(shí)現(xiàn)步驟 83
4.2.6 仿真分析 85
4.3 基于礦熱爐負(fù)荷控制的局域電網(wǎng)頻率控制方法 92
4.3.1 礦熱爐阻抗、電壓-有功協(xié)調(diào)控制 92
4.3.2 多礦熱爐系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方法 101
4.3.3 實(shí)際局域電網(wǎng)頻率波動(dòng)響應(yīng)策略 105
4.4 基于多晶硅負(fù)荷控制的局域電網(wǎng)頻率控制方法 123
4.4.1 基于廣域信息的多晶硅負(fù)荷響應(yīng)風(fēng)電波動(dòng)控制 123
4.4.2 基于負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)的多晶硅負(fù)荷控制方法 126
4.4.3 基于多晶硅負(fù)荷的閉環(huán)頻率控制方法研究 127
4.4.4 仿真分析 128
4.5 本章小結(jié) 142
參考文獻(xiàn) 143
第5章 電解鋁負(fù)荷參與局域電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓控制方法 145
5.1 基于廣域信息的局域電網(wǎng)動(dòng)態(tài)電壓控制模型 146
5.1.1 局域電網(wǎng)模型 146
5.1.2 基于廣域信息的系統(tǒng)等效簡化模型 147
5.1.3 WAMS的控制時(shí)延補(bǔ)償 151
5.1.4 動(dòng)態(tài)電壓控制模型 152
5.2 動(dòng)態(tài)電壓控制方法設(shè)計(jì) 153
5.2.1 基于二次型最優(yōu)控制的動(dòng)態(tài)電壓控制方法設(shè)計(jì) 153
5.2.2 實(shí)現(xiàn)流程 153
5.3 仿真分析 154
5.3.1 WSCC-9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng) 155
5.3.2 蒙東局域電網(wǎng) 159
5.4 本章小結(jié) 161
參考文獻(xiàn) 162
第6章 電解鋁負(fù)荷參與互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)控制方法 163
6.1 并網(wǎng)型高耗能工業(yè)電網(wǎng)特性分析 164
6.1.1 并網(wǎng)型高耗能工業(yè)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)特性分析 164
6.1.2 計(jì)及負(fù)荷控制的并網(wǎng)型高耗能工業(yè)電網(wǎng)頻率響應(yīng)模型 166
6.2 并網(wǎng)型高耗能工業(yè)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)控制方法 167
6.2.1 基于負(fù)荷控制的并網(wǎng)型高耗能工業(yè)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)控制構(gòu)架.167
6.2.2 基于模型預(yù)測(cè)控制的聯(lián)絡(luò)線功率控制方法 169
6.3 基于顯式模型預(yù)測(cè)控制的快速求解方法 170
6.3.1 顯式模型預(yù)測(cè)控制器離線計(jì)算過程 170
6.3.2 顯式模型預(yù)測(cè)控制器在線計(jì)算過程 173
6.4 仿真分析 174
6.4.1 算例系統(tǒng) 174
6.4.2 風(fēng)電功率波動(dòng)場景下聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)抑制效果驗(yàn)證 175
6.4.3 風(fēng)電場跳閘場景下聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)抑制效果驗(yàn)證 178
6.5 本章小結(jié) 181
參考文獻(xiàn) 181
第7章 電解鋁負(fù)荷參與互聯(lián)電網(wǎng)低頻振蕩控制方法 183
7.1 電解鋁負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)低頻振蕩的影響機(jī)理 183
7.1.1 單機(jī)電力系統(tǒng)的分析 184
7.1.2 電解鋁負(fù)荷的復(fù)轉(zhuǎn)矩分析 187
7.1.3 多機(jī)電力系統(tǒng)的算例驗(yàn)證 189
7.2 電解鋁負(fù)荷的廣域阻尼控制 192
7.2.1 電解鋁負(fù)荷的電氣模型 192
7.2.2 廣域阻尼控制架構(gòu) 193
7.3 考慮風(fēng)電接入的負(fù)荷側(cè)廣域阻尼控制器魯棒設(shè)計(jì) 195
7.3.1 負(fù)荷側(cè)廣域阻尼控制器的序列魯棒設(shè)計(jì) 195
7.3.2 負(fù)荷側(cè)廣域阻尼控制器的設(shè)計(jì)步驟 198
7.4 仿真分析 199
7.4.1 算例系統(tǒng) 199
7.4.2 負(fù)荷側(cè)廣域阻尼控制的有效性驗(yàn)證 201
7.4.3 風(fēng)電接入下負(fù)荷側(cè)廣域阻尼控制的魯棒性驗(yàn)證 203
7.4.4 廣域時(shí)延的影響 206
7.5 本章小結(jié) 207
參考文獻(xiàn) 208
第8章 電解鋁負(fù)荷參與互聯(lián)電網(wǎng)調(diào)頻輔助服務(wù)方法 210
8.1 高耗能工業(yè)電網(wǎng)參與調(diào)頻輔助服務(wù)的總體框架設(shè)計(jì) 210
8.1.1 典型調(diào)頻輔助服務(wù)市場運(yùn)行流程 210
8.1.2 高耗能電解鋁負(fù)荷參與調(diào)頻輔助服務(wù)框架 213
8.2 日前調(diào)頻備用容量優(yōu)化方法設(shè)計(jì) 214
8.2.1 考慮負(fù)荷調(diào)節(jié)懲罰代價(jià)的目標(biāo)函數(shù) 214
8.2.2 日前調(diào)頻備用容量優(yōu)化約束條件 215
8.2.3 日前調(diào)頻備用容量優(yōu)化問題求解 217
8.3 實(shí)時(shí)調(diào)頻控制方法設(shè)計(jì) 221
8.3.1 經(jīng)濟(jì)型模型預(yù)測(cè)控制 221
8.3.2 基于經(jīng)濟(jì)型模型預(yù)測(cè)控制的實(shí)時(shí)調(diào)頻控制方法 224
8.4 仿真分析 225
8.4.1 參數(shù)設(shè)置 225
8.4.2 日前調(diào)頻備用容量優(yōu)化效果驗(yàn)證 226
8.4.3 實(shí)時(shí)調(diào)頻控制效果驗(yàn)證 228
8.4.4 考慮日前預(yù)測(cè)誤差的實(shí)時(shí)調(diào)頻控制效果驗(yàn)證 231
8.5 本章小結(jié) 234
參考文獻(xiàn) 234
第9章 含電解鋁工業(yè)負(fù)荷控制的硬件在環(huán)仿真平臺(tái)搭建及工業(yè)應(yīng)用 236
9.1 含高滲透率風(fēng)電局域電網(wǎng)的硬件在環(huán)仿真平臺(tái)總體構(gòu)架 236
9.2 硬件在環(huán)仿真平臺(tái)硬件設(shè)備及其接入方法 239
9.2.1 工業(yè)級(jí)PMU 239
9.2.2 WAMS控制主站 239
9.2.3 NCU 240
9.2.4 工業(yè)級(jí)勵(lì)磁控制器GEC-300241
9.3 硬件在環(huán)仿真平臺(tái)測(cè)試 241
9.4 基于廣域信息的控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) 243
9.4.1 基于廣域信息的控制系統(tǒng)總體架構(gòu) 243
9.4.2 受控設(shè)備的接口定義方法 244
9.4.3 考慮現(xiàn)場工況的閉環(huán)控制系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)及防誤措施 246
9.5 電解鋁負(fù)荷參與局域電網(wǎng)頻率控制的現(xiàn)場試驗(yàn) 247
9.5.1 基于勵(lì)磁控制的電解鋁負(fù)荷開環(huán)控制試驗(yàn) 248
9.5.2 考慮風(fēng)電功率快速下降的WAMS控制試驗(yàn) 250
9.5.3 考慮機(jī)組跳閘的WAMS控制試驗(yàn) 254
9.6 本章小結(jié) 256
參考文獻(xiàn) 257
附錄 258
附錄A 蒙東局域電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)說明 258
附錄B 內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰局域電網(wǎng)電氣元件參數(shù)表 259
附錄C 多晶硅負(fù)荷控制方法結(jié)果 259
附錄D WSCC-9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng) 261
附錄E 雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組參數(shù) 262