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出版者:

作者:Aztext Press (COR)

出品人:

页数:0

译者:

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价格:$ 22.54

装帧:

isbn号码:9780981013206

丛书系列:

图书标签:

• 风力涡轮机
• 家庭风能
• 可再生能源
• DIY
• 安装指南
• 能源独立
• 绿色能源
• 可持续发展
• 电力
• 家庭能源

电力系统的未来：微电网设计与实施 本书聚焦于现代电力基础设施的转型，深入探讨了分布式能源的集成、微电网的规划、设计、部署与优化，以及其在提升能源韧性、实现可持续发展目标中的关键作用。 第一部分：分布式能源的崛起与背景 随着全球对气候变化和能源独立的日益关注，传统的集中式电力系统正面临前所未有的挑战。本书首先系统性地梳理了分布式能源（Distributed Energy Resources, DERs）的演变历程及其在能源格局中的战略地位。 第一章：能源转型的驱动力与挑战 本章详细分析了驱动当前能源转型的核心因素，包括化石燃料价格波动、环境法规日益严格、技术进步带来的成本下降（尤其是太阳能光伏和储能系统），以及用户对能源自主性的需求增加。同时，我们也探讨了接入大量间歇性可再生能源给现有电网稳定性带来的技术难题，例如电压波动、潮流反转和惯量不足等问题。传统电网的单向电力流动模式已无法适应这种新型的、多点的能源生产和消费结构。 第二章：分布式能源技术概览 本章对当前主流的分布式能源技术进行了深入的技术剖析。我们不仅关注光伏发电（PV）和风力发电的基础技术与效率提升，更着重讲解了储能系统的关键技术——锂离子电池、液流电池以及机械储能（如飞轮和压缩空气储能）的工作原理、性能指标（能量密度、循环寿命、充放电效率）以及它们在电网稳定服务中的应用潜力。此外，还探讨了小型燃气轮机、燃料电池等作为备用和峰值削减资源的集成方式。 第二部分：微电网——下一代电力架构 微电网（Microgrids）被视为解决分布式能源接入挑战和提升供电可靠性的关键技术方案。本部分详细定义了微电网的架构、运行模式及其核心控制策略。 第三章：微电网的架构与拓扑结构 本章阐述了微电网的基本概念、关键组成部分（包括电源、负载、互联点（POI）和智能控制器）。我们区分了基于AC、DC和混合AC/DC的微电网拓扑结构，并分析了每种结构的优势与适用场景。详细介绍了其两种核心运行模式：并网模式（Grid-Connected Mode）与孤岛模式（Islanded Mode），及其在两种模式之间平滑、无缝切换（Seamless Transition）所需的关键技术要求。 第四章：微电网控制与协调 微电网的智能运行高度依赖于高效的控制系统。本章是全书的技术核心之一。我们详细讲解了微电网控制的层次结构，从一级的主动/无功功率下垂控制（Droop Control），到二级的主功率流优化和经济调度，再到三级的系统级保护与通信协议。重点分析了针对特定需求（如频率和电压稳定）的先进控制算法，包括基于模型的预测控制（MPC）在应对不确定性负荷和发电预测误差方面的应用。 第五章：并网点的互联与保护 微电网与主电网的互联点是系统安全的关键环节。本章深入探讨了互联点的继电保护方案，特别是当微电网从并网模式切换到孤岛模式时，如何快速隔离故障并确保主电网的安全隔离。我们分析了新型的基于通信的保护方案（Communication-Assisted Protection）与传统保护设备的配合策略。 第三部分：储能集成与系统优化 储能系统是提升微电网价值和实现深度脱碳的关键。 第六章：储能系统在微电网中的角色与选型 本章不再仅仅关注储能的技术规格，而是聚焦于其在微电网经济性与可靠性中的应用。分析了储能系统在调峰、频率支撑、电压支持、可再生能源平滑以及黑启动（Black Start）能力中的具体功能。指导读者如何根据特定应用场景（如社区、工业园区、数据中心）选择最优的储能技术和容量配置。 第七章：能量管理系统（EMS）的设计与调度 能量管理系统是微电网的“大脑”。本章详细介绍了EMS的设计框架，包括数据采集、状态估计、短期负荷预测和优化调度算法。我们着重介绍了基于线性规划（LP）和混合整数线性规划（MILP）的优化模型，用以最小化运营成本、最大化可再生能源消纳，同时满足所有电能质量和可靠性约束。 第四部分：微电网的规划、部署与经济性分析 从理论转向实践，本部分指导读者完成一个微电网项目的全生命周期管理。 第八章：微电网规划与选址 微电网的选址和规模确定是项目成功的先决条件。本章提供了系统的规划方法论，包括负荷需求分析、潜在资源评估（太阳能辐射、风资源）、关键基础设施的韧性评估（抗灾能力）以及地理信息系统（GIS）在选址中的应用。探讨了中央式、分散式和混合式微电网在不同地理环境下的最优布局策略。 第九章：系统韧性与网络安全 在日益数字化的电力系统中，网络安全与系统韧性至关重要。本章分析了微电网控制系统面临的主要网络威胁（如DDoS攻击、远程操控篡改），并介绍了纵深防御策略，包括安全通信协议（IEC 61850）、隔离网络架构和实时异常检测机制。同时，评估了微电网在极端天气事件（如飓风、地震）下的物理韧性与快速恢复能力。 第十章：经济可行性与监管环境 任何工程项目都必须具备经济驱动力。本章深入分析了微电网的成本构成（资本支出、运营支出）和收入来源（节能、容量市场参与、辅助服务）。介绍了投资回报率（ROI）、净现值（NPV）等关键财务指标的计算方法。最后，探讨了当前国际上对微电网接入、计量和市场化交易的监管框架和政策激励措施，为项目落地提供实践指导。 结论：面向未来的智能配电网 本书总结了微电网技术如何超越单一的“孤岛”概念，成为构建更具弹性、更可持续、更智能化的未来配电网（Smart Grid）的基石。它不仅是能源转型的技术方案，更是城市韧性与能源安全战略的核心要素。 本书特色： 深度与广度兼顾： 从底层物理控制到顶层经济调度，覆盖微电网全栈技术。 实践导向： 提供了大量的案例分析和工程设计考量，而非纯粹的理论推导。 前沿技术聚焦： 重点解析了先进的预测控制、储能优化和网络安全集成方案。

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