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編輯推薦

適讀人群 ：從事儲能係統設計、運行、管理控製等專業人員，相關領域的研究生和教師
　　電能儲存問題由來已久，時至今日，尤其是從經濟學的角度，這一問題隻解決瞭一小部分。可再生能源的開發以及對二氧化碳低排放量交通工具的需求引起瞭人們對儲能的關注，而這也是可持續發展的一個關鍵組成部分。本書旨在幫助瞭解當前現有的及正在開發中的儲能技術，尤其是儲能技術的管理及其對經濟發展的促進作用。
　　全書包括7個章節，均強調瞭儲存電能對“智能電網”可持續發展的重要性，討論瞭儲存電能可提供和支持的服務多樣性。
　　本書在遵循一般方法的前提下基於人工智能等提齣瞭各種方法論工具，並結閤具體案例進行討論，以提供各個工具適用的實例。

內容簡介

　　本書共分7章展開論述，依次介紹瞭規模化電能儲存麵臨的技術經濟性問題、典型儲能技術的新進展、電力係統中的儲能應用場景，以及這些應用場景中儲能係統的能量管理策略和程序構建方法。本書重點在於提齣瞭一套基於模糊邏輯的能量管理程序開發方法，利用這套方法能夠實現間歇性能源/儲能裝置的係統能量管理，完成不同運行模式之間的轉換控製。本書的特點是理論方法與實際案例相結閤，輔以詳盡直觀的圖錶、數據，使讀者不僅能夠掌握相關的理論知識，更能夠通過不同應用場景的實例，掌握能量管理設計方法。

目錄

譯者序
原書序
原書前言
第1章 電能儲存的相關問題
1.1 電能儲存麵臨的睏難
1.2 電能儲存的原因
1.3 電網儲能的增值
1.4 儲能管理
1.5 參考文獻
第2章 儲能的最新發展
2.1 概述
2.2 儲能技術
2.3 儲能係統的特性
2.3.1 儲能容量
2.3.2 最大功率和時間常數
2.3.3 能量損失和效率
2.3.4 老化
2.3.5 成本
2.3.6 能量和比功率
2.3.7 響應時間
2.3.8 灰色能量
2.3.9 能量狀態
2.3.10 其他特性
2.4 水力儲能
2.4.1 水力儲能原理
2.4.2 練習:黑湖電站
2.5 壓縮空氣儲能
2.5.1 壓縮空氣儲能原理
2.5.2 第一代和第二代壓縮空氣儲能
2.5.3 絕熱壓縮空氣儲能
2.5.4 空氣儲能
2.5.5 液壓氣動儲能
2.6 熱態儲能
2.6.1 顯熱儲能
2.6.2 潛熱儲能
2.7 化學儲能
2.7.1 電化學儲能
2.7.2 氫氣儲能
2.8 動能儲能
2.9 靜電儲能
2.10 電磁儲能
2.11 儲能技術的對比性能
2.12 參考文獻
第3章 電力係統中儲能的應用和價值
3.1 概述
3.2 電力係統介紹及其運行
3.2.1 發電裝置
3.2.2 電網
3.2.3 需求
3.2.4 電力係統運行的基礎知識
3.3 儲能可提供的服務
3.3.1 概述
3.3.2 並入輸電網所需的服務
3.3.3 為輸電係統運營商提供的潛在附加服務
3.3.4 儲能為配電係統運營商提供的潛在服務
3.3.5 為集中式發電業主提供的服務
3.3.6 為可再生能源分散式發電商提供的服務
3.3.7 為用戶提供的服務
3.3.8 從市場活動中獲取的利益
3.4 儲能對處理擁堵事件貢獻的示例
3.4.1 電網充電狀態的指標
3.4.2 電網演進願景
3.4.3 布列塔尼擁堵事件的處理
3.5 儲能對孤島電網頻率控製提供動態支持的示例
3.5.1 服務背景和潛在利益
3.5.2 什麼是欠頻甩負荷
3.5.3 動態支持的技術規範
3.5.4 詳細研究動態支持所采用的方法
3.5.5 第一階段:理論方法
3.5.6 第二階段:動態模擬
3.5.7 第三階段:實驗室執行
3.5.8 經濟價值決策
3.5.9 結論
3.6 總結
3.7 參考文獻
第4章 模糊邏輯及其在混閤風-柴油機係統動能儲存管理中的應用
4.1 概述
4.2 模糊邏輯介紹
4.2.1 模糊推理原理
4.2.2 模糊邏輯與布爾邏輯
4.2.3 模糊管理程序的階段
4.2.4 模糊推理示例
4.3 孤立網絡中風動能儲能與柴油發電機的組閤
4.3.1 概述
4.3.2 能量管理策略
4.3.3 模糊邏輯管理程序
4.3.4 使用模糊管理程序的模擬結果
4.3.5 簡單濾波的模擬結果
4.4 結論
4.5 參考文獻
第5章 配有儲能係統的風力發電管理程序構建方法
5.1 概述
5.2 研究的能量係統
5.3 管理程序開發方法
5.4 規範
5.4.1 目標
5.4.2 限製
5.4.3 實施動作
5.5 管理程序結構
5.5.1 輸入值
5.5.2 輸齣值
5.5.3 管理程序開發工具
5.6 各種運行狀態的確定:功能圖
5.6.1 N1功能圖
5.6.2 N1.1功能子圖
5.6.3 N1.2功能子圖
5.6.4 N1.3功能子圖
5.7 隸屬函數
5.8 運行圖
5.8.1 N1運行圖
5.8.2 N1.1運行子圖
5.8.3 N1.2運行子圖
5.8.4 N1.3運行子圖
5.9 模糊規則
5.10 實驗驗證
5.10.1 管理程序的植入
5.10.2 實驗配置
5.10.3 實驗結果和分析
5.11 總結
5.12 參考文獻
第6章 混閤多源/多儲能係統的管理程序設計
6.1 概述
6.2 含風力發電的混閤多源係統管理程序的構建方法
6.2.1 係統規格的確定
6.2.2 管理程序架構
6.2.3 功能框圖定義
6.2.4 隸屬函數的確定
6.2.5 運行圖的確定
6.2.6 模糊規則提取
6.3 混閤多源係統中不同變量特性的比較
6.3.1 模擬係統的特點
6.3.2 不同混閤源變量的模擬
6.3.3 根據不同指標對混閤電源的特性進行比較
6.4 結論
6.5 附錄
6.5.1 輸齣值波動範圍
6.5.2 模糊規則
6.6 參考文獻
第7章 並網型絕熱壓縮空氣儲能的能量管理和經濟性提升
7.1 概述
7.2 儲能提供的服務
7.2.1 儲能規劃
7.2.2 頻率控製
7.2.3 擁塞管理
7.2.4 易變的可再生能源發電保障
7.3 監管策略
7.3.1 方法
7.3.2 目標、限製和實施動作
7.3.3 管理程序結構
7.3.4 功能圖的確定
7.3.5 隸屬函數的確定
7.3.6 運行圖的確定
7.3.7 模糊規則的提取
7.3.8 指標
7.4 服務的經濟價值
7.4.1 購買/銷售機製
7.4.2 頻率控製計費
7.4.3 額外服務計費
7.5 應用
7.5.1 測試電網
7.5.2 儲能用於輔助服務時的貢獻收益
7.5.3 模糊管理程序與布爾管理程序的利益對比
7.6 結論
7.7 緻謝
7.8 參考文獻
.......

前言/序言

　　原書前言
　　電能儲存是一個長期存在的問題，這一問題至今仍沒有完全解決，尤其是從經濟角度來看。到目前為止，電力生産一直主要依賴於靈活資源（基於不可再生燃料的水力和火力資源）進行及時生産。可再生能源的發展以及可降低二氧化碳排放量的輸送手段的需求，已經在儲能方麵引起瞭新興趣，已成為可持續發展的重要組成部分。本書有助於更好地瞭解現有儲能技術以及正在開發的那些儲能技術，特彆是關於這些技術的管理及其經濟性的提高。
　　本書的目的是:
　　1）展示電能儲存在智能電網可持續發展背景下的重要性。
　　2）顯示電能儲存可以提供的各種服務。
　　3）介紹利用一般教育方式構建儲能管理係統所采用的方法工具。這些工具都是基於因果形式主義、人工智能和明確的優化技術，將貫穿全書並結閤具體案例進行介紹。
　　4）通過大量有關可再生能源並入電網的具體和有教育意義的例子，對這些方式方法進行說明。
　　第1章介紹電能儲存的一些問題，電能不能直接以交流電流進行儲存。這一觀察已形成瞭當前的電力係統，該係統是以發齣就消耗的電力為基礎的。然而，間歇性可再生能源的發展以及朝著更加智能化電網發展的趨勢，特彆是就能量分布而言，有利於這種能量的儲存。本章將介紹儲能可以為電網提供的各種服務，從而促進其經濟性提高並解決其管理問題。本章將引入基於人工智能的管理設計方法；這特彆適用於復雜係統的管理，這些係統中包括與發電量、用電量和電力網方麵等相關的多種不確定性，定位於多個目標，並要求進行實時處理，這是未來智能電網的一項重大挑戰。
　　第2章將對目前在工業領域或以示範形式所使用的各種電能儲存技術進行簡要說明，並通過一些實例對這些技術進行說明，對它們的主要特性進行介紹，並將其進行相互比較。
　　第3章將對電力係統組件的一般特性進行檢查，並將對輸電和配電網絡管理模式進行介紹，著重介紹其平穩運行所需要的一些服務，其中包括與電壓和頻率控製有關的輔助服務。同時，本章將討論儲能對這些服務的潛在貢獻。顯然，這些網絡運營商、能量生産商和用戶以及由電力市場自由化産生的新參與者都與這些服務直接相關。最後，本章將以具體示例展示儲能對擁堵處理以及孤網突發不穩定時動態頻率控製的貢獻。
　　第4章對模糊邏輯進行介紹，這是本書其餘部分所采用的一種人工智能方法。模糊邏輯的基本概念將應用於慣性儲能係統的管理，該係統是嚮孤立現場供電的風能/柴油發電機混閤係統的組成部分。
　　第5章將開發一種方法，能夠使某一係統電力管理程序的係統設計納入電能儲存係統。由於這種方法基於模糊規則所錶示的係統專門知識，因此，這種方法，包括圖形創建，都不需要數學模型。輸入可以是隨機的，管理可以同時瞄準多個目標。由於運行模式是由模糊變量來確定的，所以，它們之間的轉換是漸進性的。最後，這種方法通過朝著荷電狀態（SoC）進行收斂且利用實時處理對其復雜性加以限製，而得以對儲能進行管理。將其應用於慣性儲能係統與變速風力發電機的關聯，該關聯構成瞭一個係統，能夠供給輔助服務或以獨立方式進行工作。我們將利用一個實驗性應用來討論這種類型的管理程序的實時實現，並將利用實驗性試驗對管理程序的不同變化形式進行比較。
　　在第6章中，一種能量管理程序的設計方法將被用於多源和多儲能係統。本章研究的多源設施由一颱風力發電機、一個可預見且可控製的源及兩個擁有不同特性的儲能係統組成。盡管風力發電機源具有隨機性，且相關的發電量預測具有誤差，但本章的目標是讓該設施成為生産計劃的一部分，進而納入一個經典的網絡，並通過參與變頻控製對網絡的穩定性做齣貢獻。本章將在不同的多源係統拓撲結構上對該管理程序的設計方法進行檢驗，以說明其係統化和模塊化的特性。本章還將藉助量化指標對各種拓撲結構的性能進行比較。
　　第7章講述瞭納入具有可再生風能發電量電力網的絕熱壓縮空氣儲能的管理和經濟性提高。本章的目的是分析中功率和高功率儲能裝置（從數十兆瓦至數百兆瓦）如何提高電力網的經濟性、用途和益處。本章將利用前麵幾章中所介紹的管理建構方法開發一種實時儲能管理策略，以最大限度地提供服務，並使盈利能力最大化。此外，本章還將對管理程序的三種變體進行比較:一種管理程序隻限於基於某一天為第二天所計劃供需的傳統經濟性提高，另一種是基於模糊邏輯的實時管理程序，最後一種則是第二種管理程序的布爾型變體。模擬結果錶明，如果經濟儲能收益成為具有實時管理係統服務的一部分，則這種收益具有重要的意義。
　　在本書所檢驗的一些示例中，假設儲能係統的一些量度特性（功率、能量和動態）是預先規定的。通過納入能量管理，可以采用與管理程序參數相同的方式對這些特性相對應的參數進行優化，其目的在於通過將智能納入管理程序而簡化這一量度及相關成本，這對經濟可行條件下的儲能發展構成瞭一種挑戰。本書所介紹的一些示例可以擴展到其他類型的間歇性可再生能源（光伏發電、小型水電、海洋發電等）以及其他儲能技術中。此外，還可以考慮其他目的，例如，儲能係統老化，以控製這些係統的演進。

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