目錄 前言 第1章 緒論 1 1.1 能量管理系統(tǒng)簡介 1 1.1.1 能量管理系統(tǒng)概述 1 1.1.2 EMS技術發(fā)展 1 1.1.3 EMS結構與功能組成 2 1.2 輸配割裂帶來的能量管理問題 3 1.3 輸配協(xié)同能量管理的概念 5 1.4 分布式算法研究綜述 6 1.4.1 代數(shù)方程組的分布式算法 6 1.4.2 優(yōu)化問題的分布式算法 8 1.5 本書框架 18 參考文獻 21 Ⅰ.基礎篇：主從分裂理論 第2章 求解代數(shù)方程組的主從分裂法 27 2.1 概述 27 2.2 不動點原理 28 2.2.1 基本概念 28 2.2.2 不動點原理及其應用 28 2.3 求解代數(shù)方程組的映射分裂理論 29 2.3.1 求解線性方程組的矩陣分裂法 29 2.3.2 解非線性方程組的映射分裂法 30 2.4 求解線性代數(shù)方程組的主從分裂法 34 2.5 求解非線性代數(shù)方程組的主從分裂法 39 2.5.1 一類非線性代數(shù)方程組的主從分裂迭代法 39 2.5.2 多個相互獨立從系統(tǒng)的情形 42 2.5.3 主從分裂法分布式計算時的通信數(shù)據量分析 43 2.5.4 主從分裂法實用迭代格式的構造 44 2.6 小結 46 參考文獻 46 第3章 求解優(yōu)化問題的廣義主從分裂法 48 3.1 概述 48 3.2 算法原理 48 3.2.1 主從系統(tǒng)優(yōu)化模型 48 3.2.2 主從可分性 49 3.2.3 最優(yōu)性條件和異質分解 51 3.2.4 迭代格式 55 3.3 數(shù)學性質 56 3.3.1 最優(yōu)性 56 3.3.2 收斂性 57 3.4 收斂性改進策略 59 3.4.1 基于子系統(tǒng)響應函數(shù)的改進異質分解 60 3.4.2 基于主系統(tǒng)響應函數(shù)的改進異質分解 64 3.4.3 引入邊界狀態(tài)量偏差項的罰項的改進算法 67 3.5 不可行子問題的處理方法 69 3.5.1 基于松弛變量的big-M方法 69 3.5.2 邊界狀態(tài)和邊界注入附加約束保證子問題可行性 70 3.6 和其他典型數(shù)學分解算法的比較 71 3.6.1 和對偶分解類方法比較 71 3.6.2 和最優(yōu)性條件分解算法的比較 71 3.7 小結 72 參考文獻 73 Ⅱ.應用篇：分布式輸配協(xié)同能量管理 第4章 輸配協(xié)同通用模型和主從可分性 77 4.1 概述 77 4.2 輸配全局電力系統(tǒng)的主從結構 77 4.3 輸配協(xié)同通用模型 79 4.4 關于分布式輸配協(xié)同模式的討論 84 4.5 小結 88 參考文獻 89 第5章 分布式輸配協(xié)同全局潮流 90 5.1 概述 90 5.2 數(shù)學模型 90 5.3 主從分裂方法 91 5.3.1 全局潮流方程組的主從分裂形式 91 5.3.2 主從分裂迭代的基本格式與討論 93 5.3.3 主從分裂實用算法的構造 96 5.4 主從分裂法的理論分析 100 5.4.1 一般情形 100 5.4.2 輻射狀配電系統(tǒng)的情形 102 5.4.3 配電系統(tǒng)含環(huán)運行情形和改進算法 106 5.4.4 改進算法的收斂性分析 108 5.5 算例分析 111 5.5.1 配網重置后全局潮流計算和傳統(tǒng)潮流計算的對比 111 5.5.2 分布式發(fā)電系統(tǒng)的GPF Jacobi和基于IDPF Jacobi的潮流計算方法的對比 112 5.5.3 GPF的全局收斂性 113 5.6 本章小結 114 參考文獻 114 第6章 分布式輸配協(xié)同狀態(tài)估計 115 6.1 概述 115 6.2 全局狀態(tài)估計的數(shù)學模型 115 6.3 全局狀態(tài)估計的主從分裂法 116 6.3.1 主從節(jié)點集和量測集的劃分 116 6.3.2 全局狀態(tài)估計問題的主從分裂形式 117 6.3.3 全局狀態(tài)估計主從分裂迭代的基本格式與討論 120 6.3.4 配電狀態(tài)估計問題的進一步分解 122 6.3.5 對分布式計算的支持 123 6.3.6 實用算法的構造 124 6.4 進一步的討論 124 6.4.1 配電狀態(tài)估計子問題 124 6.4.2 三相不平衡問題 125 6.4.3 分布式異步計算問題 125 6.5 算例分析 125 6.5.1 算法實現(xiàn) 125 6.5.2 算例分析 126 6.6 本章小結 128 參考文獻 128 第7章 計及配電潮流響應的輸電系統(tǒng)預想事故分析 130 7.1 概述 130 7.2 物理概念分析 130 7.2.1 配電系統(tǒng)輻射狀運行 131 7.2.2 配電系統(tǒng)含強環(huán)運行 132 7.2.3 實際停電事故分析 133 7.3 基于主從分裂理論的預想事故分析方法 134 7.3.1 預想事故下的全局潮流模型 134 7.3.2 分布式評估算法 136 7.3.3 進一步討論 137 7.4 快速分析技術 138 7.4.1 考慮配電潮流響應的輸電系統(tǒng)預想事故篩選 138 7.4.2 基于直流潮流的快速分析方法 140 7.4.3 基于配電等值的近似評估方法 142 7.5 算例分析 143 7.5.1 6A系統(tǒng)仿真結果 143 7.5.2 30Dl系統(tǒng)仿真結果 146 7.5.3 118Dl系統(tǒng)仿真結果 148 7.6 本章小結 149 參考文獻 150 第8章 分布式輸配協(xié)同電壓穩(wěn)定評估 152 8.1 概述 152 8.2 輸配協(xié)同電壓穩(wěn)定評估必要性分析 152 8.2.1 理論分析 153 8.2.2 仿真驗證 154 8.3 分布式電源低壓脫網對全局電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性影響分析 156 8.4 考慮分布式電源低壓脫網的分布式評估方法 160 8.4.1 參數(shù)化潮流方程 160 8.4.2 分布式算法 163 8.4.3 進一步討論 166 8.5 算例分析 168 8.5.1 仿真設定 168 8.5.2 分布式電源低滲透率場景下的仿真結果 169 8.5.3 分布式電源高滲透率場景下的仿真結果 172 8.6 本章小結 174 參考文獻 174 第9章 分布式輸配協(xié)同經濟調度 176 9.1 概述 176 9.2 輸配協(xié)同經濟調度必要性分析 176 9.3 TDCED模型 177 9.4 基于G-MSS的HGD分解算法 181 9.4.1 子問題形式 181 9.4.2 算法步驟 184 9.4.3 最優(yōu)性和收斂性 185 9.5 計及節(jié)點電價響應特性的N-HGD 186 9.5.1 改進后的子問題 186 9.5.2 節(jié)點電價靈敏度算法 188 9.5.3 算法步驟 191 9.5.4 最優(yōu)性分析 191 9.5.5 收斂性改善原因分析 191 9.6 關于TDCED的進一步討論 196 9.6.1 考慮N–1安全約束的SCTDCED 196 9.6.2 工業(yè)現(xiàn)場的實用性分析 198 9.7 算例分析 198 9.7.1 TDCED和輸配獨立經濟調度(IED)結果比較 199 9.7.2 TDCED緩解輸電擁塞的效果 202 9.7.3 TDCED中的節(jié)點電價評估 203 9.7.4 幾種典型算法的計算效果比較 203 9.8 本章小結 206 參考文獻 207 第10章 分布式輸配協(xié)同最優(yōu)潮流 208 10.1 概述 208 10.2 數(shù)學模型 208 10.3 基于G-MSS理論的分解算法 213 10.3.1 TDOPF模型的最優(yōu)性條件 213 10.3.2 HGD分解形式 215 10.3.3 算法步驟 216 10.3.4 算法進一步討論 217 10.3.5 算例分析 221 10.4 本章小結 228 參考文獻 229 附錄A 配電狀態(tài)估計子問題算法 230 A.1 系統(tǒng)化的量測變換方法及其分析理論 230 A.2 參考電壓和狀態(tài)變量的選取 232 A.3 量測變換 232 A.4 量測函數(shù) 233 A.5 算法表達 234 A.6 一些討論 235 A.7 配電狀態(tài)估計的算例分析 236 參考文獻 237 附錄B 含互補約束網絡優(yōu)化問題的精確松弛方法及在含儲能經濟調度問題中的應用 239 B.1 含互補可調設備的網絡優(yōu)化模型和可嚴格松弛條件證明 239 B.1.1 互補可調設備的廣義調度模型 239 B.1.2 含互補可調設備的廣義網絡優(yōu)化模型 240 B.1.3 精確松弛方法 241 B.2 含儲能經濟調度的應用 243 B.2.1 松弛條件可成立性分析 244 B.2.2 松弛條件實用化判定方法 245 參考文獻 245