主从分裂理论与输配协同能量管理

图书标准信息

• 作者 孙宏斌、李正烁、张伯明 著
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2020-05
• 版次 1
• ISBN 9787030638311
• 定价 138.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 245页
• 字数 320千字

【内容简介】

《主从分裂理论与输配协同能量管理》共分为2篇10章。第一篇为基础篇，主要讲述面向非线性方程组的主从分裂法和面向优化问题的广义主从分裂法的数学性质。第二篇侧重于应用，将主从分裂法和广义主从分裂法应用于输配协同能量管理中的主要功能，如潮流计算、状态估计、静态安全分析、静态电压稳定评估、经济调度和优潮流等。此外，在《主从分裂理论与输配协同能量管理》附录中证明了一个有趣的结论，这一结论可以简化很多含储能优化调度问题的模型和算法设计。

【目录】

目录 

前言 

第1章 绪论 1 

1.1 能量管理系统简介 1 

1.1.1 能量管理系统概述 1 

1.1.2 EMS技术发展 1 

1.1.3 EMS结构与功能组成 2 

1.2 输配割裂带来的能量管理问题 3 

1.3 输配协同能量管理的概念 5 

1.4 分布式算法研究综述 6 

1.4.1 代数方程组的分布式算法 6 

1.4.2 优化问题的分布式算法 8 

1.5 本书框架 18 

参考文献 21 

Ⅰ.基础篇：主从分裂理论 

第2章 求解代数方程组的主从分裂法 27 

2.1 概述 27 

2.2 不动点原理 28 

2.2.1 基本概念 28 

2.2.2 不动点原理及其应用 28 

2.3 求解代数方程组的映射分裂理论 29 

2.3.1 求解线性方程组的矩阵分裂法 29 

2.3.2 解非线性方程组的映射分裂法 30 

2.4 求解线性代数方程组的主从分裂法 34 

2.5 求解非线性代数方程组的主从分裂法 39 

2.5.1 一类非线性代数方程组的主从分裂迭代法 39 

2.5.2 多个相互立从系统的情形 42 

2.5.3 主从分裂法分布式计算时的通信数据量分析 43 

2.5.4 主从分裂法实用迭代格式的构造 44 

2.6 小结 46 

参考文献 46 

第3章 求解优化问题的广义主从分裂法 48 

3.1 概述 48 

3.2 算法原理 48 

3.2.1 主从系统优化模型 48 

3.2.2 主从可分性 49 

3.2.3 优性条件和异质分解 51 

3.2.4 迭代格式 55 

3.3 数学性质 56 

3.3.1 优性 56 

3.3.2 收敛性 57 

3.4 收敛性改进策略 59 

3.4.1 基于子系统响应函数的改进异质分解 60 

3.4.2 基于主系统响应函数的改进异质分解 64 

3.4.3 引入边界状态量偏差项的罚项的改进算法 67 

3.5 不可行子问题的处理方法 69 

3.5.1 基于松弛变量的big-M方法 69 

3.5.2 边界状态和边界注入附加约束保证子问题可行性 70 

3.6 和其他典型数学分解算法的比较 71 

3.6.1 和对偶分解类方法比较 71 

3.6.2 和优性条件分解算法的比较 71 

3.7 小结 72 

参考文献 73 

Ⅱ.应用篇：分布式输配协同能量管理 

第4章 输配协同通用模型和主从可分性 77 

4.1 概述 77 

4.2 输配全局电力系统的主从结构 77 

4.3 输配协同通用模型 79 

4.4 关于分布式输配协同模式的讨论 84 

4.5 小结 88 

参考文献 89 

第5章 分布式输配协同全局潮流 90 

5.1 概述 90 

5.2 数学模型 90 

5.3 主从分裂方法 91 

5.3.1 全局潮流方程组的主从分裂形式 91 

5.3.2 主从分裂迭代的基本格式与讨论 93 

5.3.3 主从分裂实用算法的构造 96 

5.4 主从分裂法的理论分析 100 

5.4.1 一般情形 100 

5.4.2 辐射状配电系统的情形 102 

5.4.3 配电系统含环运行情形和改进算法 106 

5.4.4 改进算法的收敛性分析 108 

5.5 算例分析 111 

5.5.1 配网重置后全局潮流计算和传统潮流计算的对比 111 

5.5.2 分布式发电系统的GPF Jacobi和基于IDPF Jacobi的潮流计算方法的对比 112 

5.5.3 GPF的全局收敛性 113 

5.6 本章小结 114 

参考文献 114 

第6章 分布式输配协同状态估计 115 

6.1 概述 115 

6.2 全局状态估计的数学模型 115 

6.3 全局状态估计的主从分裂法 116 

6.3.1 主从节点集和量测集的划分 116 

6.3.2 全局状态估计问题的主从分裂形式 117 

6.3.3 全局状态估计主从分裂迭代的基本格式与讨论 120 

6.3.4 配电状态估计问题的进一步分解 122 

6.3.5 对分布式计算的支持 123 

6.3.6 实用算法的构造 124 

6.4 进一步的讨论 124 

6.4.1 配电状态估计子问题 124 

6.4.2 三相不平衡问题 125 

6.4.3 分布式异步计算问题 125 

6.5 算例分析 125 

6.5.1 算法实现 125 

6.5.2 算例分析 126 

6.6 本章小结 128 

参考文献 128 

第7章 计及配电潮流响应的输电系统预想事故分析 130 

7.1 概述 130 

7.2 物理概念分析 130 

7.2.1 配电系统辐射状运行 131 

7.2.2 配电系统含强环运行 132 

7.2.3 实际停电事故分析 133 

7.3 基于主从分裂理论的预想事故分析方法 134 

7.3.1 预想事故下的全局潮流模型 134 

7.3.2 分布式评估算法 136 

7.3.3 进一步讨论 137 

7.4 快速分析技术 138 

7.4.1 考虑配电潮流响应的输电系统预想事故筛选 138 

7.4.2 基于直流潮流的快速分析方法 140 

7.4.3 基于配电等值的近似评估方法 142 

7.5 算例分析 143 

7.5.1 6A系统仿真结果 143 

7.5.2 30Dl系统仿真结果 146 

7.5.3 118Dl系统仿真结果 148 

7.6 本章小结 149 

参考文献 150 

第8章 分布式输配协同电压稳定评估 152 

8.1 概述 152 

8.2 输配协同电压稳定评估必要性分析 152 

8.2.1 理论分析 153 

8.2.2 仿真验证 154 

8.3 分布式电源低压脱网对全局电力系统电压稳定性影响分析 156 

8.4 考虑分布式电源低压脱网的分布式评估方法 160 

8.4.1 参数化潮流方程 160 

8.4.2 分布式算法 163 

8.4.3 进一步讨论 166 

8.5 算例分析 168 

8.5.1 仿真设定 168 

8.5.2 分布式电源低渗透率场景下的仿真结果 169 

8.5.3 分布式电源高渗透率场景下的仿真结果 172 

8.6 本章小结 174 

参考文献 174 

第9章 分布式输配协同经济调度 176 

9.1 概述 176 

9.2 输配协同经济调度必要性分析 176 

9.3 TDCED模型 177 

9.4 基于G-MSS的HGD分解算法 181 

9.4.1 子问题形式 181 

9.4.2 算法步骤 184 

9.4.3 优性和收敛性 185 

9.5 计及节点电价响应特性的N-HGD 186 

9.5.1 改进后的子问题 186 

9.5.2 节点电价灵敏度算法 188 

9.5.3 算法步骤 191 

9.5.4 优性分析 191 

9.5.5 收敛性改善原因分析 191 

9.6 关于TDCED的进一步讨论 196 

9.6.1 考虑NC1安全约束的SCTDCED 196 

9.6.2 工业现场的实用性分析 198 

9.7 算例分析 198 

9.7.1 TDCED和输配立经济调度(IED)结果比较 199 

9.7.2 TDCED缓解输电拥塞的效果 202 

9.7.3 TDCED中的节点电价评估 203 

9.7.4 几种典型算法的计算效果比较 203 

9.8 本章小结 206 

参考文献 207 

第10章 分布式输配协同优潮流 208 

10.1 概述 208 

10.2 数学模型 208 

10.3 基于G-MSS理论的分解算法 213 

10.3.1 TDOPF模型的优性条件 213 

10.3.2 HGD分解形式 215 

10.3.3 算法步骤 216 

10.3.4 算法进一步讨论 217 

10.3.5 算例分析 221 

10.4 本章小结 228 

参考文献 229 

附录A 配电状态估计子问题算法 230 

A.1 系统化的量测变换方法及其分析理论 230 

A.2 参考电压和状态变量的选取 232 

A.3 量测变换 232 

A.4 量测函数 233 

A.5 算法表达 234 

A.6 一些讨论 235 

A.7 配电状态估计的算例分析 236 

参考文献 237 

附录B 含互补约束网络优化问题的精确松弛方法及在含储能经济调度问题中的应用 239 

B.1 含互补可调设备的网络优化模型和可严格松弛条件证明 239 

B.1.1 互补可调设备的广义调度模型 239 

B.1.2 含互补可调设备的广义网络优化模型 240 

B.1.3 精确松弛方法 241 

B.2 含储能经济调度的应用 243 

B.2.1 松弛条件可成立性分析 244 

B.2.2 松弛条件实用化判定方法 245 

参考文献 245