电力系统经济运行理论

本书作者是电力经济调度方面的国内专家，本书是“十三五”国家重点出版物出版规划项目。本书内容深入浅出、系统连贯、自成体系，全书在预测、电源、负荷特性给定基础上，从日前机组组合、超前动态调度、在线调度以及自动发电控制的实现，构成了电力系统经济运行的基本理论体系。

本书较系统地介绍了电力系统经济运行的基本理论与方法。本书分为9章，第1章阐述了电力系统经济运行理论的基础问题；第2章以协调方程为核心，重点阐述了经典电力系统经济运行理论的问题与方法；第3章全面地阐述了机组组合决策问题与方法；第4章阐述了潮流问题及其相应的数值计算方法；第5章围绕输电能力、静态安全分析及动态安全经济调度等问题，阐述了相应的优化潮流问题及计算方法；第6章在电力市场环境下，以有功功率平衡为核心，以优化潮流为基础，阐述了各种情景下电力系统运行的经济规律；第7章针对可再生能源发电所带来的不确定性问题，深刻阐述了这一环境下的经济调度问题与方法；第8章在状态估计技术成熟条件下，阐述了从拓扑分析到状态估计以及相位量测对状态估计的影响等基本问题；第9章阐述了自动发电控制的基本问题。全书在预测、电源、负荷特性给定基础上，从日前机组组合、超前动态调度、在线调度以及自动发电控制的实现，构成了电力系统经济运行的基本理论体系。本书内容深入浅出、系统连贯、自成体系，可作为电力系统运行调度方向的本科生和研究生的教学用书，也可为从事电力系统运行调度相关工作的科研人员和工程技术人员提供有益参考。

山东大学电力系统经济运行研究团队依托山东大学电气工程学院，在基于统一电力系统潮流计算、电力系统立体化负荷预测、风电功率概率预测、可靠性评价、自动电压控制系统、刚性优化与柔性决策理论、电热协调理论、检修与运行协调理论、价值调度理论、新能源并网分析、随机分析与随机决策、电力市场、电网规划、电网线损理论计算与降损分析决策等方面开展了独具特色的研究，先后承担了多个和省部级项目。团队带头人韩学山：山东大学电气工程学院，教授，博士生导师，副院长。目前主要从事电力系统运行分析与控制、优化调度、EMS及电力经济等领域的研究与教学工作。主持国家自然科学基金面上项目4项、山东省自然科学基金青年基金以及省级电网公司科技项目、国防科技项目多项。参与973计划、国家自然科学基金等纵向项目若干。

前言
主要符号表
本书常用缩略语及中英文对照表
第1章绪论
1.1电力系统运行的基本问题
1.2电力系统运行有关经济问题的阐释
1.3电力系统经济运行广义模型的经济学阐释
1.4本书的内容
第2章电力系统经济运行中经典的问题
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机组间功率的经济分配
2.1.5数学模型
2.1.6求解原理
2.1.7协调区及其参与因子
2.2网损对等耗量微增率准则的修正
2.3水火电协调
2.3.1不考虑网损的数学模型及优化方法
2.3.2考虑网损的水火电调度
2.4计及电网潮流协调方程的修正
2.4.1直角坐标下的潮流方程
2.4.2网损及网损微增率的推导
2.4.3电网损耗功率的凸特性
2.4.4算例及其分析
2.5结论
第3章机组组合问题
3.1引言
3.2机组组合问题的数学描述
3.3机组组合解法
3.3.1优先级表法
3.3.2动态规划法
3.3.3UC问题的拉格朗日松弛方法
3.3.4UD方法的数学描述
3.3.5改进拉格朗日乘子修正的UD方法
3.3.6算例分析
3.3.7小结
3.4机组组合中概率备用的解析表达
3.4.1引言
3.4.2机组累积停运容量表的形成
3.4.3投运风险度的近似解析表达
3.4.4考虑概率备用约束机组组合的拉格朗日松弛法
3.4.5算例分析
3.4.6小结
3.5机组组合问题中安全约束的处理
3.5.1引言
3.5.2安全约束机组组合问题的数学描述
3.5.3对应的两个子问题
3.5.4算法流程
3.5.5算例及其分析
3.5.6小结
3.6基于变量复制技术的改进算法
3.6.1算法的基本思想
3.6.2算法的基本流程
3.6.3算法的特点分析
3.6.4算例及其分析
3.6.5小结
3.7机组组合问题中电压无功约束的处理
3.7.1引言
3.7.2考虑无功电压约束机组组合问题的描述
3.7.3对应原问题的主从决策
3.7.4算例分析
3.7.5小结
3.8结论
第3章附录第3章算例数据
第4章电网与潮流问题
4.1引言
4.2交流电网潮流计算方法
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阵
4.2.3因子表结构的确定
4.2.4算例分析
4.2.5小结
4.3直流输电支路等效基元交直流电网的潮流算法
4.3.1直流输电支路元件及其控制方式
4.3.2直流输电支路运行模式及其转换
4.3.3交直流电网的潮流算法
4.3.4算例分析
4.3.5小结
4.4交直流潮流统一算法
4.4.1直流单元数学模型
4.4.2交直流潮流方程及雅可比矩阵结构
4.4.3算法
4.4.4算例分析
4.4.5小结
4.5柔性交直流电网潮流模型与算法
4.5.1直流电网拓扑结构
4.5.2交流牵连直流节点电压的换流站等效
4.5.3换流站的控制方式
4.5.4柔性交直流电网潮流算法
4.5.5小结
4.6结论
第5章静态安全约束的优化潮流问题
5.1引言
5.2可用输电能力的计算
5.2.1直流潮流下的ATC计算方法
5.2.2交流潮流下的ATC计算方法
5.2.3算例分析
5.2.4小结
5.3计及校正控制的安全约束很优潮流的奔德斯分解算法
5.3.1问题的数学描述
5.3.2奔德斯分解方法
5.3.3几个关键问题的处理
5.3.4算例分析
5.3.5小结
5.4安全经济调度中时间关联约束的处理
5.4.1DSED问题的数学描述
5.4.2基本的求解思想
5.4.3DWD解决DSED的机制
5.4.4算法
5.4.5算例分析
5.4.6小结
5.5结论
第5章附录
附录5A线性规划原对偶内点算法
附录5B非线性原对偶内点算法
附录5C3节点系统数据
附录5D30节点系统数据
附录5ECSCOPF优化
附录5F5.4节算例数据
第6章电力系统短期运行的经济问题
6.1有功调度的经济问题
6.1.1引言
6.1.2有功调度中的备用
6.1.3单母线模型有功调度的经济分析
6.1.4电力网络制约下的单母线模型扩展
6.1.5概率条件下有功调度经济理论的深度研究
6.1.6小结
6.2无功调度的经济问题
6.2.1引言
6.2.2电力系统运行中的无功功率
6.2.3有功调度方式给定条件下的无功经济分析
6.2.4PQ联合优化下的无功经济分析
6.2.5小结
6.3运行调度中的成本补偿问题初探
6.3.1引言
6.3.2成本补偿问题
6.3.3边际成本定价下的成本补偿
6.3.4算例及其分析
6.3.5小结
6.4结论
第6章附录
附录6A30节点系统参数
附录6B附加成本函数存在的证明
第7章对应不确定性的经济调度的基本理论问题
7.1调度中应对不确定性的基本概念
7.1.1主动量与被动量
7.1.2自动发电控制机组运行基点与备用的联动
7.1.3输出功率速率能力的影响
7.1.4等备用边际效用约束
7.1.5证明补充
7.1.6小结
7.2计及机组备用响应能力的电力系统区间经济调度
7.2.1基本概念描述
7.2.2区间满足度约束
7.2.3数学模型
7.2.4求解方法
7.2.5机理分析
7.2.6算例分析
7.2.7小结
7.3计及多区间不确定性的电力系统经济调度
7.3.1多区间不确定性决策
7.3.2数学模型
7.3.3求解方法
7.3.4机理分析
7.3.5算例分析
7.3.6小结
7.4计及间歇性特征的电力系统区间经济调度
7.4.1数学模型
7.4.2模型求解
7.4.3机理分析
7.4.4算例分析
7.4.5小结
7.5等备用边际效用约束的电力系统经济调度
7.5.1数学模型
7.5.2EENS求解
7.5.3EENS特性
7.5.4算例分析
7.5.5小结
7.6含禁止运行域机组电力系统经济调度的有效算法
7.6.1问题描述
7.6.2求解算法
7.6.3算例分析
7.6.4小结
7.7结论
第7章附录第7章算例数据
第8章状态估计相关的基本问题
8.1电力系统拓扑模型及算法基础
8.1.1网络拓扑的建模
8.1.2基于关联阵的拓扑分析
8.1.3小结
8.2拓扑的高斯消元算法及其改进
8.2.1高斯消元过程
8.2.2连通片的确定
8.2.3算法改进
8.2.4小结
8.3电力系统网络拓扑分析
8.3.1厂站拓扑分析
8.3.2厂站与网络间的协调
8.3.3网络拓扑分析
8.3.4算法流程
8.3.5算例分析
8.3.6小结
8.4拓扑分析与状态估计及其衔接
8.4.1量测量的划分及子系统可观测性检查
8.4.2拓扑分析与状态估计的通信
8.4.3PMU对传统状态估计的影响
8.4.4小结
8.5结论
第9章自动发电控制
9.1引言
9.2发电模型
9.3负荷模型
9.4原动机模型
9.5调速器模型
9.6互联系统模型
9.7自动发电控制
9.7.1辅助控制的作用
9.7.2联络线控制
9.7.3发电的分配
9.7.4自动发电控制的实施
9.7.5AGC的特征
9.8结论
参考文献