電力系統經濟運行理論（簡體書）

本書較系統地介紹了電力系統經濟運行的基本理論與方法。本書分為9章，第1章闡述了電力系統經濟運行理論的基礎問題；第2章以協調方程為核心，重點闡述了經典電力系統經濟運行理論的問題與方法；第3章全面地闡述了機組組合決策問題與方法；第4章闡述了潮流問題及其相應的數值計算方法；第5章圍繞輸電能力、靜態安全分析及動態安全經濟調度等問題，闡述了相應的優化潮流問題及計算方法；第6章在電力市場環境下，以有功功率平衡為核心，以優化潮流為基礎，闡述了各種情景下電力系統運行的經濟規律；第7章針對可再生能源發電所帶來的不確定性問題，深刻闡述了這一環境下的經濟調度問題與方法；第8章在狀態估計技術成熟條件下，闡述了從拓撲分析到狀態估計以及相位量測對狀態估計的影響等基本問題；第9章闡述了自動發電控制的基本問題。全書在預測、電源、負荷特性給定基礎上，從日前機組組合、超前動態調度、在線調度以及自動發電控制的實現，構成了電力系統經濟運行的基本理論體系。
本書內容深入淺出、系統連貫、自成體系，可作為電力系統運行調度方向的本科生和研究生的教學用書，也可為從事電力系統運行調度相關工作的科研人員和工程技術人員提供有益參考。

山東大學電力系統經濟運行研究團隊依託山東大學電氣工程學院，在基於統一電力系統潮流計算、電力系統立體化負荷預測、風電功率概率預測、可靠性評價、自動電壓控制系統、剛性優化與柔性決策理論、電熱協調理論、檢修與運行協調理論、價值調度理論、新能源並網分析、隨機分析與隨機決策、電力市場、電網規劃、電網線損理論計算與降損分析決策等方面開展了獨具特色的研究，先後承擔了多個和省部級項目。



團隊帶頭人韓學山：山東大學電氣工程學院，教授，博士生導師，副院長。目前主要從事電力系統運行分析與控制、優化調度、EMS及電力經濟等領域的研究與教學工作。主持國家自然科學基金面上項目4項、山東省自然科學基金青年基金以及省級電網公司科技項目、國防科技項目多項。參與973計劃、國家自然科學基金等縱向項目若干。

從日前機組組合、超前動態調度、在線調度以及自動發電控制的實現，構成電力系統經濟運行的基本理論體系

前言

主要符號表

本書常用縮略語及中英文對照表


第1章緒論

11電力系統運行的基本問題

12電力系統運行有關經濟問題的闡釋

13電力系統經濟運行廣義模型的經濟學闡釋

14本書的內容

第2章電力系統經濟運行中經典的問題

21等耗量微增率

211耗量特性

212比耗量

213耗量微增率

214機組間功率的經濟分配

215數學模型

216求解原理

217協調區及其參與因子

22網損對等耗量微增率準則的修正

23水火電協調

231不考慮網損的數學模型及優化方法

232考慮網損的水火電調度

24計及電網潮流協調方程的修正

241直角坐標下的潮流方程

242網損及網損微增率的推導

243電網損耗功率的凸特性

244算例及其分析

25結論


第3章機組組合問題

31引言

32機組組合問題的數學描述

33機組組合解法

331優先級表法

332動態規劃法

333UC問題的拉格朗日鬆弛方法

334UD方法的數學描述

335改進拉格朗日乘子修正的UD方法

336算例分析

337小結

34機組組合中概率備用的解析表達

341引言

342機組累積停運容量表的形成

343投運風險度的近似解析表達

344考慮概率備用約束機組組合的拉格朗日鬆弛法

345算例分析

346小結




電力系統經濟運行理論






目錄


35機組組合問題中安全約束的處理

351引言

352安全約束機組組合問題的數學描述

353對應的兩個子問題

354算法流程

355算例及其分析

356小結

36基於變量複製技術的改進算法

361算法的基本思想

362算法的基本流程

363算法的特點分析

364算例及其分析

365小結

37機組組合問題中電壓無功約束的處理

371引言

372考慮無功電壓約束機組組合問題的描述

373對應原問題的主從決策

374算例分析

375小結

38結論

第3章附錄第3章算例數據

第4章電網與潮流問題

41引言

42交流電網潮流計算方法

421支路元件及其微增的模型

422支路追加形式的雅可比矩陣

423因子表結構的確定

424算例分析

425小結

43直流輸電支路等效基元交直流電網的潮流算法

431直流輸電支路元件及其控制方式

432直流輸電支路運行模式及其轉換

433交直流電網的潮流算法

434算例分析

435小結

44交直流潮流統一算法

441直流單元數學模型

442交直流潮流方程及雅可比矩陣結構

443算法

444算例分析

445小結

45柔性交直流電網潮流模型與算法

451直流電網拓撲結構

452交流牽連直流節點電壓的換流站等效

453換流站的控制方式

454柔性交直流電網潮流算法

455小結

46結論

第5章靜態安全約束的優化潮流問題

51引言

52可用輸電能力的計算

521直流潮流下的ATC計算方法

522交流潮流下的ATC計算方法

523算例分析

524小結

53計及校正控制的安全約束最優潮流的奔德斯分解算法

531問題的數學描述

532奔德斯分解方法

533幾個關鍵問題的處理

534算例分析

535小結

54安全經濟調度中時間關聯約束的處理

541DSED問題的數學描述

542基本的求解思想

543DWD解決DSED的機制

544算法

545算例分析

546小結

55結論

第5章附錄

附錄5A線性規劃原對偶內點算法

附錄5B非線性原對偶內點算法

附錄5C3節點系統數據

附錄5D30節點系統數據

附錄5ECSCOPF優化

附錄5F54節算例數據

第6章電力系統短期運行的經濟問題

61有功調度的經濟問題

611引言

612有功調度中的備用

613單母線模型有功調度的經濟分析

614電力網絡制約下的單母線模型擴展

615概率條件下有功調度經濟理論的深度研究

616小結

62無功調度的經濟問題

621引言

622電力系統運行中的無功功率

623有功調度方式給定條件下的無功經濟分析

624PQ聯合優化下的無功經濟分析

625小結

63運行調度中的成本補償問題初探

631引言

632成本補償問題

633邊際成本定價下的成本補償

634算例及其分析

635小結

64結論

第6章附錄

附錄6A30節點系統參數

附錄6B附加成本函數存在的證明

第7章對應不確定性的經濟調度的基本理論問題

71調度中應對不確定性的基本概念

711主動量與被動量

712自動發電控制機組運行基點與備用的聯動


713輸出功率速率能力的影響

714等備用邊際效用約束

715證明補充

716小結

72計及機組備用響應能力的電力系統區間經濟調度

721基本概念描述

722區間滿足度約束

723數學模型

724求解方法

725機理分析

726算例分析

727小結

73計及多區間不確定性的電力系統經濟調度

731多區間不確定性決策

732數學模型

733求解方法

734機理分析

735算例分析

736小結

74計及間歇性特徵的電力系統區間經濟調度

741數學模型

742模型求解

743機理分析

744算例分析

745小結

75等備用邊際效用約束的電力系統經濟調度

751數學模型

752EENS求解

753EENS特性

754算例分析

755小結

76含禁止運行域機組電力系統經濟調度的有效算法

761問題描述

762求解算法

763算例分析

764小結

77結論

第7章附錄第7章算例數據

第8章狀態估計相關的基本問題

81電力系統拓撲模型及算法基礎

811網絡拓撲的建模

812基於關聯陣的拓撲分析

813小結

82拓撲的高斯消元算法及其改進

821高斯消元過程

822連通片的確定

823算法改進

824小結

83電力系統網絡拓撲分析

831廠站拓撲分析

832廠站與網絡間的協調

833網絡拓撲分析

834算法流程

835算例分析

836小結

84拓撲分析與狀態估計及其銜接

841量測量的劃分及子系統可觀測性檢查

842拓撲分析與狀態估計的通信

843PMU對傳統狀態估計的影響

844小結

85結論

第9章自動發電控制

91引言

92發電模型

93負荷模型

94原動機模型

95調速器模型

96互聯系統模型

97自動發電控制

971輔助控制的作用

972聯絡線控制

973發電的分配

974自動發電控制的實施

975AGC的特徵

98結論

參考文獻