能源服務網絡中的分布式能源模擬 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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Salavador Acha 著

圖書標籤:

• 分布式能源
• 能源服務網絡
• 模擬
• 能源係統
• 電力係統
• 優化
• 建模
• 微網
• 能源互聯網
• 智能電網

店鋪： 詩書雅韻圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111571582

商品編碼：29581393520

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-11-01

基本信息

書名:能源服務網絡中的分布式能源模擬

定價：69.00元

售價：43.5元,便宜25.5元,摺扣63

作者:Salavador Acha

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2017-11-01

ISBN：9787111571582

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《能源服務網絡中的分布式能源模擬》內容源於英國帝國理工學院BP城市能源係統項目。《能源服務網絡中的分布式能源模擬》呈現瞭項目過程中非常有趣和創新的一部分研究成果，即圍繞包括需求中心、插電式混閤動力汽車、熱電聯産和能源服務（燃氣和電力）網絡在內的混閤城市能源係統的運行優化開發齣的復雜工具。書中對這一工具的開發過程進行瞭描述，通過文字描述示範瞭同時考慮能源係統的多個方麵如何帶來收益，並展示瞭如何將該工具與采用新技術後引發的對未來需求模式的前瞻性仿真相結閤。總而言之，《能源服務網絡中的分布式能源模擬》代錶瞭嚮智能、高效的未來城市能源係統過渡的一個重要裏程碑，可以為工程師解決復雜的跨學科能源問題提供啓發和思路。

內容提要

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《能源服務網絡中的分布式能源模擬》介紹瞭一種對含嵌入式技術的能源服務網絡進行集成穩態優化的建模框架。書中開發的新模型稱為時間協調優化潮流（TCOPF）模型，此模型可通過一係列必要步驟計算天然氣和電力網絡的優化能流，同時計算插電式混閤動力汽車（PHEV）和熱電聯産（CHP）裝置的優化調度。因此，TCOPF工具可以管理及協調配電網運營商和分布式能源之間的相互關係。
《能源服務網絡中的分布式能源模擬》中對分布式能源係統應當遵循的優化調度模式進行瞭描述，這種模式有望改善城市能源服務網絡的性能。集成建模為希望有效協調分布式能源運行與能源公用事業運營策略的利益相關方提供瞭一個新的視角。結尾，本書結閤用於模擬PHEV行駛狀況的基於agent的模型對TCOPF模型框架進行瞭擴展，以便更好地評估PHEV所代錶的負載靈活性。
綜上，為開發由多種能源基礎設施與嵌入式分布式能源集成的綜閤模型，《能源服務網絡中的分布式能源模擬》涵蓋瞭電力係統工程師所需要關注的各類關鍵元素。

目錄

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作者介紹

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Salvador Acha 是英國帝國理工學院的研究員，也是帝國理工-森寶利集團閤作研究團隊的帶頭人。該閤作旨在達成兩個目標：在超市實施智能控製以提高能效，同時通過整體的能源投資決策可持續地減少森寶利的碳足跡。團隊主要圍繞能效策略、能源模擬及預測、低碳路綫圖進行研究。Acha博士的研究領域包括智能電網架構、插電式混閤動力汽車推廣、分布式能源資源優化管理、能源預測和環境報告。

文摘

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序言

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能源服務網絡中的分布式能源模擬 一、 引言 在全球能源轉型的大背景下，分布式能源（Distributed Energy Resources, DERs）以其靈活性、可持續性和成本效益，正以前所未有的速度滲透到全球能源體係的各個層麵。從屋頂光伏到小型風力發電機，從電池儲能係統到電動汽車，這些分散式的發電、儲能和負荷設備，正在逐步重塑傳統的集中式電力網絡。然而，大規模、高比例的分布式能源接入，也對現有能源網絡的運行、規劃和管理帶來瞭諸多挑戰。如何準確地模擬和評估分布式能源在現代能源服務網絡中的錶現，成為瞭推動能源係統智能化、高效化和可持續發展的關鍵。 本書《能源服務網絡中的分布式能源模擬》深入探討瞭這一前沿領域，旨在為能源領域的科研人員、工程師、政策製定者以及相關行業從業者提供一套係統、全麵且具有實踐指導意義的分析工具和方法論。我們聚焦於如何利用先進的模擬技術，刻畫分布式能源在復雜能源服務網絡中的動態交互、性能錶現以及對整體係統可靠性、經濟性和環境效益的影響。本書不僅僅是對現有技術的梳理，更是對未來分布式能源係統集成和優化的前瞻性探索，為構建更加彈性、智能和綠色的能源未來奠定堅實的基礎。 二、 分布式能源的崛起及其挑戰 隨著技術的不斷進步和政策的有力支持，分布式能源的部署呈現齣爆發式增長的態勢。太陽能光伏技術成本的大幅下降，使得用戶側自發自用成為可能；新型儲能技術的發展，如鋰離子電池、液流電池等，為解決間歇性電源的波動性提供瞭有效手段；電動汽車的普及，不僅帶來瞭新的交通模式，其電池的儲能潛力也為電網提供瞭額外的靈活性。這些分布式資源並非孤立存在，而是通過智能電網技術，與傳統電網進行雙嚮互動，共同構成一個更加復雜和動態的能源服務網絡。 然而，分布式能源的廣泛接入也帶來瞭一係列嚴峻的挑戰： 電網穩定性和可靠性： 大量間歇性電源（如光伏、風電）的接入，會加劇電網電壓和頻率的波動，對電網的穩定運行構成威脅。傳統的集中式電網管理模式難以有效應對這種快速變化的特性。 潮流反轉和過電壓： 在分布式電源齣力較高時，可能齣現電力潮流從負荷端流嚮電源端，以及局部區域電壓超過安全範圍的現象，給配電網的運行帶來新的問題。 通信和控製復雜性： 分布式能源係統的規模龐大、數量眾多，需要建立高效、實時的通信和控製網絡，以實現對海量節點的協同管理和優化調度。 市場和經濟性： 如何將分布式能源有效納入電力市場，設計閤理的交易機製，以及評估其經濟效益，是推動其健康發展的關鍵。 信息安全： 智能電網和分布式能源係統的互聯互通，也帶來瞭新的信息安全風險，需要采取有效的防護措施。 規劃和集成： 如何在電網規劃中充分考慮分布式能源的接入容量和特性，實現其與現有電網資源的協同優化，是保障能源供應安全和經濟性的重要環節。 三、 模擬方法的必要性與發展 麵對上述挑戰，準確、精細的模擬分析成為理解和解決問題的根本途徑。分布式能源模擬的目標，是通過構建數學模型和計算工具，復現真實能源係統中的各種物理過程、運行狀態和經濟行為，從而： 評估性能： 量化分布式能源在不同工況下的發電量、儲能效率、響應速度等關鍵性能指標。 分析影響： 預測分布式能源接入對電網電壓、潮流、損耗、穩定性等方麵的影響。 優化設計： 為分布式能源係統的選型、容量配置、接入位置等提供科學依據，實現最優的係統設計。 支撐決策： 為電網運營商、政策製定者提供決策支持，如電網升級改造、市場規則製定、技術路綫選擇等。 風險評估： 識彆和量化分布式能源係統可能存在的風險，並製定相應的應對策略。 分布式能源模擬方法經曆瞭從簡單到復雜的演變： 早期方法： 主要集中在對單個分布式電源的獨立建模，如光伏電池的輸齣功率計算、風力發電機的功率麯綫等，側重於靜態或準靜態的分析。 係統級建模： 隨著分布式能源規模的增加，開始關注其對整個電網係統的影響。采用電力係統潮流計算、暫態穩定性分析等傳統方法，將分布式電源作為負荷或電源進行等效處理。 動態仿真： 針對分布式能源的快速波動性和互動態，發展瞭高動態的仿真技術，能夠模擬毫秒級的電壓、頻率變化，以及控製係統的響應過程。PSCAD/EMTDC、MATLAB/Simulink等軟件在這一階段得到廣泛應用。 多能源耦閤仿真： 能源係統不再局限於電力，還包括熱力、燃氣等多種能源形式。分布式能源的引入，促進瞭多能源係統的耦閤，模擬也需要考慮不同能源形式之間的相互轉化和影響。 ochastic Simulation and Uncertainty Quantification (不確定性量化): 考慮到分布式能源（如太陽能、風能）的隨機性和間歇性，以及負荷的預測誤差，需要采用濛特卡洛模擬、場景分析等方法，對係統運行的不確定性進行量化評估。 Agent-based Modeling (基於智能體的建模): 隨著用戶側分布式能源（如電動汽車、傢庭儲能）的普及，需要模擬大量獨立決策單元的行為。基於智能體的建模方法，能夠更有效地刻畫這些分布式智能體的互動和集體行為。 Machine Learning and AI-based Simulation (機器學習與人工智能驅動的模擬): 利用大數據和人工智能技術，可以構建更精準、高效的分布式能源模型，實現預測性維護、故障診斷、智能調度等高級功能。 四、 本書內容概述 本書圍繞“能源服務網絡中的分布式能源模擬”這一核心主題，將涵蓋以下幾個關鍵方麵： 1. 分布式能源的建模基礎： 各類分布式能源的物理模型： 詳細介紹太陽能光伏陣列、風力發電機組、電池儲能係統（BESS）、燃料電池、微型燃氣輪機、電動汽車（EV）等主要分布式能源的數學模型，包括其發電特性、儲能特性、響應特性等。 分布式能源與電網的接口模型： 闡述分布式能源與配電網、微電網等不同層級電網的連接方式，包括並網點模型、逆變器控製模型等。 負荷模型： 探討不同類型負荷（如居民負荷、工業負荷、商業負荷）的建模方法，以及負荷預測的不確定性。 2. 能源服務網絡的概念與架構： 傳統電力網絡的演進： 迴顧集中式電力網絡的特點、運行模式和局限性。 智能電網與能源服務網絡： 介紹智能電網的核心理念，以及能源服務網絡（ESN）作為智能電網演進的下一階段，如何整閤發電、輸配電、儲能、用能等多個環節，並引入市場機製和信息技術。 微電網與虛擬電廠： 詳細闡述微電網和虛擬電廠的定義、功能、組成和運行模式，以及它們在分布式能源整閤中的作用。 3. 分布式能源係統的仿真技術與工具： 潮流計算與短路計算： 介紹在考慮大量分布式能源接入情況下，如何進行穩態潮流和短路計算，以評估電網的運行狀態和安全裕度。 暫態穩定性仿真： 重點分析分布式能源（特彆是其控製係統）對電網暫態穩定性的影響，以及如何進行暫態仿真分析。 長期調度與經濟性仿真： 探討如何進行分布式能源的長期運行調度，包括日前、日內及實時調度，並評估其經濟效益。 不確定性分析方法： 詳細介紹濛特卡洛模擬、情景分析、魯棒優化等方法，用於量化分布式能源和負荷的不確定性對係統運行的影響。 多能源耦閤仿真： 介紹如何對電、熱、氣等多種能源形式耦閤的係統進行建模和仿真，分析分布式能源在多能源協同中的作用。 仿真平颱與軟件介紹： 梳理市麵上主流的分布式能源仿真平颱和軟件，如MATLAB/Simulink、PSCAD/EMTDC、OpenDSS、Pandapower、GridLAB-D等，並分析它們的優缺點和適用場景。 4. 分布式能源在能源服務網絡中的應用場景仿真： 微電網的運行與控製仿真： 針對孤島運行、並網運行、故障穿越等場景，對微電網的運行模式、控製策略進行仿真分析。 虛擬電廠的聚閤與優化仿真： 模擬虛擬電廠如何聚閤大量分布式能源，參與市場競價，提供調頻、調峰等輔助服務。 電動汽車的接入與充電管理仿真： 分析大規模電動汽車接入對配電網的影響，以及智能充電策略的有效性。 能源交易與市場機製仿真： 模擬分布式能源參與電力市場的交易過程，評估不同市場規則下的經濟效益。 電網韌性與可靠性仿真： 評估分布式能源在應對自然災害、設備故障等極端事件時的作用，提升電網的韌性。 5. 分布式能源模擬的挑戰與未來發展趨勢： 模型精度與計算效率的權衡： 在保證模型精度的同時，如何提高仿真計算的效率，以滿足大規模、實時仿真的需求。 數據獲取與融閤： 探討如何獲取和融閤來自分布式能源、電網設備、用戶終端的多源異構數據，以支持更精準的模擬。 模型驗證與校準： 介紹如何通過實測數據對仿真模型進行驗證和校準，提高模型的可靠性。 人工智能在分布式能源模擬中的應用： 深入探討機器學習、深度學習等人工智能技術在模型構建、參數辨識、故障診斷、智能控製等方麵的應用前景。 跨領域耦閤仿真： 展望未來，分布式能源模擬將更加注重與交通、建築、通信等領域的耦閤，構建更全麵的智慧能源係統模型。 標準化與互操作性： 討論製定分布式能源模擬模型和仿真平颱的標準化，以促進不同工具和模型之間的互操作性。 五、 結論 《能源服務網絡中的分布式能源模擬》旨在為讀者提供一個深入理解和掌握分布式能源模擬技術的平颱。通過係統性的理論闡述、詳實的模型構建、多樣的仿真案例分析，本書將幫助讀者建立起對分布式能源在現代能源服務網絡中作用的深刻認識，並掌握利用先進模擬工具解決實際問題的能力。我們相信，隨著能源技術的飛速發展，分布式能源將在未來的能源體係中扮演越來越重要的角色，而精準有效的模擬分析，將是實現這一願景的關鍵驅動力。本書的齣版，希望能為這一重要領域的發展貢獻一份力量，並激發更多創新的研究和實踐。

評分☆☆☆☆☆

翻開內頁，一股淡淡的油墨和紙張混閤的清香撲麵而來，這是一種實體書獨有的“儀式感”。我注意到書中的術語定義似乎非常嚴謹，似乎有一個統一的術語錶或在首次齣現時就進行瞭明確的界定。在技術領域，術語的不一緻性是導緻理解偏差的主要原因之一，如果這本書能在一開始就確立清晰、統一的語言規範，那麼它在學術交流和後續引用中的價值將無可估量。這種對基礎規範的重視，往往是區分一般性讀物和權威參考書的關鍵標誌。此外，某些段落的處理手法很特彆，可能采用瞭加粗、斜體或者邊框注釋的方式來突齣關鍵的定理、假設或者潛在的局限性，這使得讀者在快速瀏覽時也能迅速抓住核心要點，非常適閤需要快速檢索信息的專業人士。這種精細化的文本處理，顯示齣作者在力求知識傳授效率上的良苦用心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的側邊書脊部分，設計得非常簡潔有力，書名和作者信息垂直排列，黑底白字，醒目而專業。如果這是一本係列叢書中的一本，我猜測它的裝幀設計可能遵循瞭一個統一的視覺係統，這對於構建一個知識體係的整體感非常重要。我注意到，在某些頁麵的頁腳或者頁眉處，可能印有頁碼和章節標題的簡要標識，這雖然是標準配置，但在細節上往往體現瞭用心程度——比如字體、間距和位置的微調，都使得導航功能更加人性化。這種對“用戶體驗”的關注，即使在專業的學術著作中也越來越被看重，因為它直接影響瞭讀者查找和引用特定內容的便捷性。總而言之，這本書從外到內散發齣的那種對品質的極緻追求，讓讀者可以相信，其內部所承載的知識內容，也必然是經過瞭深思熟慮和嚴謹考證的結晶。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，硬殼精裝，沉甸甸的質感，拿在手裏就有一種莊重感。封麵設計采用瞭深邃的藍色調，配以抽象的幾何圖形，隱約讓人聯想到復雜的電網結構和數據流動的綫條，非常符閤“能源服務網絡”這個主題的科技感和前瞻性。雖然我還沒來得及深入閱讀內容，但單從視覺體驗上來說，它已經成功地在眾多學術書籍中脫穎而齣，顯得既專業又具有現代氣息。內頁的紙張選擇也相當考究，光滑細膩，油墨印刷清晰銳利，即便是那些復雜的圖錶和公式，也能看得一清二楚，這對於需要長時間閱讀技術類書籍的讀者來說，無疑是一個巨大的加分項。裝幀的細節處理，比如燙金的書名和作者信息，都透露齣齣版方在製作上的用心程度，讓人對內部內容的期待值更高。這本書放在書架上，本身就是一件很好的裝飾品，它散發齣的那種嚴謹、專業的氛圍，讓人忍不住想要去探索其中蘊含的知識寶藏。這種對實體書品質的重視，在如今數字閱讀盛行的時代，更顯得難能可貴，體現瞭對知識的尊重。

評分☆☆☆☆☆

從目錄結構來看，這本書的邏輯組織似乎是層層遞進、循序漸進的。我大緻瀏覽瞭一下章節標題，發現它似乎是從宏觀的係統構建概念入手，逐步深入到微觀的元件特性和運行機製的探討。這種安排無疑對初學者非常友好，能夠幫助讀者建立起一個堅實的基礎認知框架，然後再逐步引入更復雜的建模和優化問題。章節之間的過渡設計得非常自然，沒有那種生硬的跳躍感，似乎作者在行文時非常注重知識點的銜接和鋪墊。特彆是那些關於“網絡協同”和“彈性恢復”的章節，標題暗示瞭書中可能包含瞭大量關於係統可靠性和健壯性的探討，這在當前強調能源韌性的背景下，顯得尤為及時和重要。我注意到書中可能還涉及瞭某種特定的數學工具或者仿真平颱的使用介紹，如果屬實，那麼這本書的實踐指導價值會大大提升，不僅僅停留在理論層麵，而是真正能指導工程實踐的工具書。這種結構上的精心雕琢，預示著作者對該領域知識體係的把握是相當全麵和深入的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版設計，簡直就是一本現代主義美學的教科書。字體選擇上，正文采用瞭一種易讀性極高的無襯綫字體，字號大小適中，行距和段間距拿捏得恰到好處，即便是長時間閱讀，眼睛也不容易感到疲勞。更值得稱贊的是，那些穿插在文本中的圖錶和示意圖，它們被巧妙地布局在與文字內容緊密相關的部分，而非簡單地堆砌在章節末尾。這些可視化元素的設計風格非常統一，配色方案簡潔明瞭，主要使用對比鮮明的顔色來突齣關鍵數據和流程節點，這極大地降低瞭理解復雜係統圖的認知負擔。很多技術書籍的圖示往往晦澀難懂，但這本書似乎在這方麵做瞭大量的優化工作，力求在信息密度和清晰度之間找到一個完美的平衡點。這種對閱讀體驗的精細打磨，體現瞭作者和編輯團隊在溝通復雜技術信息方麵的專業素養，讓原本可能枯燥的技術探討，變得更加直觀和具有吸引力。