智能电网的控制和优化方法

本书为读者呈现了国际智能电网控制和优化方法领域多位专家的最新研究成果。书中包括构建与集成、建模与分析、通信与控制三个系列，共精选了18篇论文，汇集了电力、控制和通新系统多位专家的研究成果，并且突出了一些近期在智能电网建模、控制和最优化方面最有前景的研究结论。在保证准确性的前提下，对于某些难懂的概念，作者用阐述性的例子和实践案例分析帮助读者理解。本书内容丰富，覆盖面宽，为希望了解和深入理解控制欲优化方法在智能电网中应用的人员提供了理想的参考资料，可以从中获益的读者包括电力与控制领域的高校师生、研究人员、工程师、电力公司员工等。
　　
　　译者序
　　
　　原书前言
　　
　　作者列表
　　
　　第1部分架构和并网
　　
　　第1章关于针对含高变电源的系统中频率调整的检测、通信和控制结构
　　
　　1.1简介
　　
　　1.2持续扰动下电力系统动态模型
　　
　　1.2.1发电机模块的动态建模
　　
　　1.2.2可变负荷模型
　　
　　1.2.3传输网络约束条件模型
　　
　　1.2.4互连系统的动态模型
　　
　　1.3大规模互连电能系统中频率调整的新型交互可变动态模型
　　
　　1.3.1使用标准的奇异摄动形式进行系统模型的时间简化
　　
　　1.3.2使用非标准的奇异摄动形式进行系统模型的空间简化
　　
　　1.3.3控制区层次上交互变量的动态
　　
　　1.4基于交互变量的频率调整动态模型:4个不同性质算例模型的复杂度比较
　　
　　1.4.1算例1、算例2
　　
　　1.4.2算例3、算例4
　　
　　1.5基于相关性的频率调整动态模型:4个不同性质算例的模型复杂度比较
　　
　　1.6基于交互变量和基于相关性的频率调整动态模型的比较
　　
　　1.7使用基于变量相互作用模型的两种不同网络结构的频率调节
　　
　　1.7.1弱互动系统特点
　　
　　1.7.2强相互作用的特征系统
　　
　　1.8缓慢的基于相干性的频率调节网络架构和对比仿真
　　
　　1.8.1网络架构设计
　　
　　1.8.2通过数值模拟进行比较学习
　　
　　1.9E-AGC和今天的AGC的比较
　　
　　1.10开放问题和未来工作
　　
　　参考文献
　　
　　第2章电力市场的动态竞争性均衡
　　
　　2.1简介
　　
　　2.2电力市场模型
　　
　　2.2.1参与者
　　
　　2.2.2测试用例
　　
　　2.3竞争性均衡和效率
　　
　　2.3.1介绍
　　
　　2.3.2分析
　　
　　2.4均衡价格的测试用例
　　
　　2.4.1单母线模型
　　
　　2.4.2网络模型
　　
　　2.4.3德克萨斯模型:价格区间
　　
　　2.4.4辅助服务电价
　　
　　2.5小结
　　
　　参考文献
　　
　　第3章最优需求响应:供电确定情况下的数学分析
　　
　　3.1简介
　　
　　3.1.1目的
　　
　　3.1.2结论
　　
　　3.1.3其他相关工作
　　
　　3.1.4符号
　　
　　3.2模型和问题的设想
　　
　　3.2.1用户模型
　　
　　3.2.2供电模型
　　
　　3.2.3问题规划:效益最大化
　　
　　3.2.4样例
　　
　　3.3无供应侧不确定性下的最优计划
　　
　　3.3.1最优购电与用电
　　
　　3.3.2离线分布式调度算法
　　
　　3.4小结
　　
　　附录A详细的设备模型
　　
　　附录B引理6的证明
　　
　　参考文献
　　
　　第4章智能电网下的能源批发市场——离散时间模型和延迟的影响
　　
　　4.1简介
　　
　　4.2预备知识
　　
　　4.2.1双重分解
　　
　　4.2.2次梯度算法
　　
　　4.2.3博弈论与纳什均衡
　　
　　4.3能源市场结构
　　
　　4.3.1发电公司模型
　　
　　4.3.2消费公司模型
　　
　　4.3.3独立系统运营市场结算模型
　　
　　4.3.4批发电力市场的动态模型
　　
　　4.3.5市场中纳什均衡的概念
　　
　　4.4批发市场稳定性时滞的影响
　　
　　4.4.1实时市场时间延迟动态模型的含义
　　
　　4.5时间延迟和通信拓扑对批发市场稳定性的影响
　　
　　4.5.1仿真结果
　　
　　4.5.2基于分层树结构的通信拓扑
　　
　　4.6小结
　　
　　参考文献
　　
　　第5章协调电力系统中的功率调节和需求响应——使用多速率经济模型预测控制技术进行直接的和基于价格的追踪
　　
　　5.1简介
　　
　　5.2问题描述
　　
　　5.3模型和规格的定性描述
　　
　　5.3.1需求响应约束条件
　　
　　5.3.2调节服务的约束条件
　　
　　5.4定量分析模型和规格
　　
　　5.4.1考虑约束条件的系统模型
　　
　　5.4.2性能指标
　　
　　5.5追踪基准信号的多速率MPC
　　
　　5.6基于市场价格的多重速率MPC模型
　　
　　5.7启发式控制
　　
　　5.8数值实例
　　
　　5.8.1多重速率的MPC与启发式控制器
　　
　　5.8.2帕累托最优性能曲线
　　
　　5.8.3功率调节与需求响应
　　
　　5.8.4通过经济MPC进行基于价格的追踪
　　
　　5.9小结
　　
　　参考文献
　　
　　第6章智能电网中的智能汽车——挑战、趋势以及充电站设计的应用
　　
　　6.1智能电网时代的智能汽车
　　
　　6.1.1需求响应支持
　　
　　6.1.2通信技术
　　
　　6.1.3定价
　　
　　6.2智能汽车:目前趋势及其发展方向
　　
　　6.3EV/PHEV充电站存储模型的应用
　　
　　6.4小结
　　
　　参考文献
　　
　　第2部分建模和分析
　　
　　第7章风力发电频率控制的影响评估模型
　　
　　7.1简介
　　
　　7.2模型的构建模块
　　
　　7.2.1传统同步发电单元
　　
　　7.2.2风力发电资源
　　
　　7.2.3电力网络
　　
　　7.2.4自动发电控制系统
　　
　　7.3系统模型
　　
　　7.3.1非线性微分代数模型
　　
　　7.3.2线性化模型
　　
　　7.4举例
　　
　　7.4.1传统（同步）电动机动态
　　
　　7.4.2风电厂动态
　　
　　7.4.3网络
　　
　　7.4.4自动发电控制
　　
　　7.5小结
　　
　　参考文献
　　
　　第8章基于频域优化的大电网周边数据多空间模态分析
　　
　　8.1简介
　　
　　8.2线性系统的频域特性
　　
　　8.2.1频域模型的简化
　　
　　8.3频域最优化模态评估
　　
　　8.3.1傅里叶变换
　　
　　8.3.2振荡频域和阻尼评估
　　
　　8.3.3振型的辨别
　　
　　8.4线性系统测试
　　
　　8.4.1模式评估
　　
　　8.4.2振型评估
　　
　　8.5两区域系统测试结果
　　
　　8.6实例研究
　　
　　8.7小结
　　
　　参考文献
　　
　　第9章相干摇摆互联电网的不稳定和连锁故障机制
　　
　　9.1简介
　　
　　9.2相干摇摆不稳定性的介绍
　　
　　9.2.1非线性摇摆方程
　　
　　9.2.2数值仿真
　　
　　9.3连锁故障的动态机制
　　
　　9.3.1非线性波动方程
　　
　　9.3.2数字仿真
　　
　　9.4小结与探讨
　　
　　参考文献
　　
　　第10章迈入高可用性的现代化电网
　　
　　10.1简介
　　
　　10.2基于故障覆盖率的动态系统中的冗余管理
　　
　　10.2.1冗余管理中高覆盖率的优点
　　
　　10.2.2双区域振荡模型的故障覆盖率计算
　　
　　10.2.3快速恢复支持结构的需要
　　
　　10.3PMU网络的冗余结构设计
　　
　　10.3.1母线上同步相角的可用性
　　
　　10.3.2在可用性限制条件下的冗余结构设计
　　
　　10.3.33-母线/3-PMU案例
　　
　　10.4小结和未来的研究
　　
　　参考文献
　　
　　第11章关于智能电网数据中心的模型和控制策略
　　
　　11.1简介
　　
　　11.2数据中心的热量—计算模型
　　
　　11.2.1计算模型
　　
　　11.2.2热量模型
　　
　　11.3控制策略
　　
　　11.4仿真结果
　　
　　11.5讨论
　　
　　参考文献
　　
　　第12章电网的中心措施
　　
　　12.1简介
　　
　　12.2系统模型
　　
　　12.3中心性的定义和扩展
　　
　　12.3.1度中心性
　　
　　12.3.2特征向量中心性
　　
　　12.3.3紧密中心性
　　
　　12.3.4介数中心性
　　
　　12.4参考文献［11］关于中心性的一些讨论
　　
　　12.5实验结果
　　
　　12.6小结
　　
　　参考文献
　　
　　第3部分通信和控制
　　
　　第13章插电式电动汽车的最优充电控制
　　
　　13.1简介
　　
　　13.2PEV充电和电力市场模型
　　
　　13.2.1PEV充电模型与市场控制
　　
　　13.2.2分布式充电控制
　　
　　13.3有限系统的应用
　　
　　13.4延伸（拓展）
　　
　　13.4.1普遍价格函数及用户偏好
　　
　　13.4.2终端成本
　　
　　13.4.3广播错误校正
　　
　　13.5计算实例
　　
　　13.5.1相同PEV总数情况下的研究
　　
　　13.5.2非相同PEV总数情况下的研究
　　
　　13.6小结以及未来研究前景展望
　　
　　参考文献
　　
　　第14章对电网网络协同攻击的风险分析
　　
　　14.1简介
　　
　　14.2相关工作
　　
　　14.3协同攻击情况
　　
　　14.4协同攻击风险评估
　　
　　14.4.1电子网络建模与分析
　　
　　14.4.2电力系统仿真
　　
　　14.4.3风险评估
　　
　　14.5小结
　　
　　附录
　　
　　参考文献
　　
　　第15章电力系统配电网的同步测量技术
　　
　　15.1电力系统基础设施现状和智能电网的初创
　　
　　15.2未来短时间内出现的技术和电力系统配电网的设施
　　
　　15.3配电网同步测量
　　
　　15.4状态估计
　　
　　15.5例证
　　
　　15.6终端的替代应用
　　
　　15.7小结
　　
　　参考文献
　　
　　第16章使用成本增量一致算法分析时间延迟对分散经济调度的影响
　　
　　16.1简介
　　
　　16.2一致算法基本知识
　　
　　16.2.1图论原理解析
　　
　　16.2.2考虑延时的一致性
　　
　　16.2.3平均一致算法
　　
　　16.3带有延时的增量一致算法
　　
　　16.3.1增量成本的主-从一致性
　　
　　16.3.2功率差值的平均一致
　　
　　16.4仿真结果
　　
　　16.4.1功率差一致性的时间延时
　　
　　16.4.2IC一致的时间延时
　　
　　16.5小结
　　
　　参考文献
　　
　　第17章一种使用同步相量数据的广域电力系统自适应阻尼控制器
　　
　　17.1简介
　　
　　17.2机电模式阻尼控制器的概述
　　
　　17.3用相量测量单元来进行阻尼控制
　　
　　17.3.1相量测量单元的数据延迟
　　
　　17.3.2相量测量单元数据的地理覆盖范围
　　
　　17.3.3相量测量单元数据丢失
　　
　　17.4使用相量测量单元数据的自适应阻尼控制器
　　
　　17.5设计实例
　　
　　17.6小结
　　
　　参考文献
　　
　　第18章大电力系统区域间模态阻尼的模型参考方法
　　
　　18.1简介
　　
　　18.2对于n区域系统的问题构想
　　
　　18.3两区域系统的模型参考控制
　　
　　18.4小结
　　
　　参考文献

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