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。
本书是中国科学院电工研究所电网技术实验室多年来 研究成果的总结，冯之钱、童建忠、裴玮、韦统振、黄胜 利、周龙、霍群海、邓卫、刘文军、苗福丰、周国鹏、孙 玉树、张天骄、李毓煊、李宁宁、张国伟、师长立、高超、 胡桌、张国驹、殷正刚、汪建威、范梦寒等都对本书的研 究做出了很大贡献。
感谢机械工业出版社付承桂编辑对本 书的大力支持！
感谢领域内众多专家和企业的大力支持！
由于作者水平有限，书中难免存在不当之处，敬请读 者批评指正。
Ⅲ
目录
前言 第1篇概论 第1章储能在电力系统中的作用 1.1参与电力系统辅助服务 1.2参与电力系统调峰 1.21常规调峰手段 1.2.2用户侧储能调峰 1.3提高可再生能源发电消纳能力 1.3.1改善可再生能源发电特性 1.3.2通过时移消纳弃风弃光 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△Y变压器拓扑33
目录
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 3.3储能PCS控制技术35 3.3.1PCS数学模型 3.3.2V/f控制 3.3.3PQ控制 3.3.4下垂控制 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 4.22永磁同步电机数学模型52 4.23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 5.2.2功率能力的提高 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4 5.3.1直接并联复合储能系统 5.3.2通过电感器并联复合储能系统 5.3.3有源式复合储能系统.78 5.4复合储能应用案例 第6章储能系统的大数据分析 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
V
电力储能技术及应用
6.2.2BMS数据 6.2.3PCS数据 6.2.4储能系统数据采集及数据特点 6.3基于聚类的储能系统数据分析方法 6.3.1储能大数据分析思路98 6.3.2聚类算法介绍 6.4储能大数据应用案例.t01 6.4.1数据预处理104 6.4.2数据清洗105 6.4.3初步统计 6.4.4聚类的预处理-权重分配 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 7.1微电网中储能的作用和微电网的主要应用形态 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 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14...
