综合能源系统状态估计

在传统的电、热/冷、气等领域,均有较为成熟的管理方法和监控手段,但这些管理方法和监控手段尚未统一。为提高能源的总体使用效率和对可再生能源的消纳能力,近年来综合能源系统(integrate denergy system,IES)、多能流系统成为能源领域的发展趋势。为了保证IES的安全、可靠、优质和经济运行,对IES的精确预测、精当决策、精准控制和精益管理成为必然要求,为此需要提出和构建一套能够实现对多能流进行统一管理和科学调度的IES能量管理系统(energy management system of integrated energy system,IES-EMS)。面向多能流的IES状态估计(state estimation of integrate denergy system,IESSE)可对IES中的原始量测数据进行滤波,剔除量测数据中的坏数据,从而为IESEMS提供可信的熟数据,即得到IES状态变量的可信值,在此基础上才能实现对多能流的统一管理和科学调度。从这个意义上说,面向多能流的IES-SE是IES-EMS的基础和核心。高性能的IES-SE可为IES-EMS提供准确可靠的实时运行数据,是IESEMS各项高级应用正常运行的保证。在当前IES快速发展之际,加快研究面向多能流的IES-SE成为当务之急。通过研究者和工程人员的不断努力,IES-SE的理论研究不断深入,工程应用日益广泛。但目前国内外尚缺乏关于综合能源系统状态估计的专著,因此有必要对IES-SE这一新兴研究领域进行系统的归纳和总结,以进一步推动IES-SE的理论研究和工程应用,进而推动IES-EMS的构建和部署,为“双碳”目标做出贡献。

本书主要介绍了综合能源系统状态估计的基本理论及常用模型和算法,内容分为6章,包括电—气综合能源系统集中式抗差状态估计、电—热综合能源系统集中式抗差状态估计、电—气综合能源系统动态状态估计、电—气综合能源系统分布式状态估计、基于数据驱动的综合能源系统状态估计。

本书主要介绍了综合能源系统状态估计的基本理论及常用模型和算法,内容分为6章,包括电—气综合能源系统集中式抗差状态估计、电—热综合能源系统集中式抗差状态估计、电—气综合能源系统动态状态估计、电—气综合能源系统分布式状态估计、基于数据驱动的综合能源系统状态估计。

第1章综合能源系统状态估计概述 
1.1综合能源系统的概念
1.2综合能源系统与“双碳”目标
1.3 综合能源系统能量管理和状态估计
1.4 综合能源系统状态估计涉及的主要技术
1.5本书主要内容和结构
第2章电—气综合能源系统集中式抗差状态估计
2.1概述
2.2天然气系统量测模型及电—气综合能源系统耦合元件模型
2.3基于加权小值的电—气综合能源系统抗差状态估计
2.4 电—气综合能源系统双线性抗差状态估计
第3章电—热综合能源系统集中式抗差状态估计
3.1概述
3.2热力系统量测模型及电─热综合能源系统耦合元件模型
3.3基于WLS的电—热综合能源系统状态估计模型
3.4 电─热综合能源系统双线性抗差状态估计
3.5基于二阶锥的电─热综合能源系统抗差状态估计
3.6电—热综合能源系统双层抗差状态估计
第4章电—气综合能源系统动态状态估计 
4.1概述 
4.2天然气系统标准化状态转移方程构建
4.3基于扩展卡尔曼滤波的动态状态估计
第5章综合能源系统分布式状态估计
5.1概述
5.2基于WLS的电—热综合能源系统分布式状态估计
5.3基于WLAV的电—热综合能源系统分布式状态估计
第6章基于数据驱动的综合能源系统状态估计
6.1概述
6.2单一拓扑时基于数据驱动的电—热综合能源系统状态估计模型
6.3拓扑变化时基于数据驱动的电—热综合能源系统状态估计模型
5.3基于WLAV的电—热综合能源系统分布式状态估计
第6章基于数据驱动的综合能源系统状态估计
6.1概述
6.2单一拓扑时基于数据驱动的电—热综合能源系统状态估计模型
6.3拓扑变化时基于数据驱动的电—热综合能源系统状态估计模型
参考文献

本书主要介绍了综合能源系统状态估计的基本理论及常用模型和算法,内容分为6章,包括电—气综合能源系统集中式抗差状态估计、电—热综合能源系统集中式抗差状态估计、电—气综合能源系统动态状态估计、电—气综合能源系统分布式状态估计、基于数据驱动的综合能源系统状态估计。

专家推荐：综合能源系统状态估计是面向多能流的能源管理系统的基础和核心，但目前尚缺乏系统性的专著。该著作可为综合能源系统领域的同行和科研工作者提供很好的参考作用，必将有助于这一方向的交流与发展，为综合能源系统的应用打下坚实基础，早日实现智能化的综合能源管理系统。 ——2012年顾毓绣电机工程奖获得者于尔铿综合能源系统是未来人类社会能源的主要承载形式，是实现“双碳”目标的重要抓手。综合能源系统的安全、可靠、优质和经济运行依赖于对多能流的科学调控，而科学调控则依赖于高精度的状态估计。该书系统地介绍了综合能源系统状态估计的基本理论和模型方法，可为构建面向多能流的能源管理系统奠定理论基础并提供技术支撑。该书兼具学术价值和工程实用价值，必将从理论到实践推动综合能源系统的发展。 ——清华大学教授、IEEE Fellow、长江学者梅生伟