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內容簡介

首先，《智能電網規劃與運行的評估理論與應用》對智能電網的新特徵以及智能電網評估研究現狀進行瞭闡述，並提齣瞭傳統評估方法的局限性與智能電網評估的新問題。然後，第2～5章對智能電網規劃與評估理論的數學基礎進行瞭係統介紹，包括經典評估理論與方法、經典規劃理論與方法、評估理論與方法的擴展，以及規劃理論與方法的擴展。在第6～15章，圍繞智能電網的規劃、運行和控製，介紹瞭基於傳統和擴展的數學理論的智能電網規劃與評估分析的模型與方法，包括智能電網技術效率評估、技術進步評估、動態評估、智能變電站技術成熟度評估、黑啓動恢復方案評估、電磁環網運行方案評估、電動汽車充電決策方案評估，以及智能電網下的電力負荷預測、不確定條件下的源 網 荷協調規劃、大數據相關技術用於智能電網評估。《智能電網規劃與運行的評估理論與應用》提供瞭大量實例，既包含智能電網技術、經濟分析與評估的宏觀問題，也涉及智能電網環境下先進技術在規劃與運行控製應用中的相關具體問題。

內頁插圖

目錄

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 智能電網特徵 1
1.2 國內外智能電網規劃與評估研究現狀 2
1.2.1 綜閤評價模型 3
1.2.2 綜閤評價方法 4
1.3 傳統電力係統規劃與評估的方法 5
1.4 智能電網規劃與評估的新問題 8
參考文獻 13
第2章 經典評估理論及方法 17
2.1 層次分析法 17
2.1.1 層次分析法概述 17
2.1.2 層次結構模型建立 18
2.1.3 判斷矩陣構造 19
2.1.4 一緻性檢驗 20
2.1.5 重要度計算 21
2.1.6 層次分析法的應用步驟 22
2.2 數據包絡分析方法 22
2.2.1 數據包絡分析方法概述 22
2.2.2 數據包絡分析模型 23
2.2.3 數據包絡分析方法的應用步驟 25
2.3 主成分分析法 26
2.3.1 主成分分析法基本思想 26
2.3.2 主成分分析法數學解釋 26
2.3.3 主成分分析計算步驟 28
2.3.4 主成分分析評價流程 31
2.3.5 主成分分析法在電力係統中應用概述 31
2.4 生産函數法 32
2.4.1 生産函數的一般形式 33
2.4.2 生産函數的數學性質 34
2.4.3 技術進步的數量特徵 35
2.5 係統動力學 37
2.5.1 係統動力學理論簡介 37
2.5.2 係統動力學理論的基本觀點 38
2.5.3 係統動力學分析、研究、解決問題的主要過程與步驟 39
2.5.4 係統動力學構模原理、方法 41
參考文獻 41
第3章 經典規劃理論及方法 43
3.1 綫性規劃 43
3.1.1 綫性規劃的定義和標準形式 43
3.1.2 綫性規劃問題解的概念和性質 44
3.1.3 單純形法 45
3.1.4 綫性規劃問題的對偶理論 47
3.2 非綫性規劃 49
3.2.1 無約束優化問題 49
3.2.2 無約束優化問題的最優性條件 49
3.2.3 無約束優化問題的求解算法 50
3.2.4 約束優化問題的最優性條件 53
3.2.5 約束優化問題的求解算法 53
參考文獻 55
第4章 評估理論與方法的擴展 56
4.1 基於雲模型的新評估方法 56
4.1.1 定性指標及雲模型的提齣 56
4.1.2 雲和雲滴 56
4.1.3 正態雲模型 57
4.1.4 定性指標處理步驟 58
4.2 超效率概念在數據包絡法中的應用 58
4.3 灰色聚類分析法 59
4.3.1 灰色係統理論簡介 59
4.3.2 灰色聚類分析法原理 62
4.3.3 不同白化權函數及其特點 65
4.4 隨機前沿生産函數法 68
參考文獻 69
第5章 規劃理論與方法的擴展 70
5.1 大規模數學規劃的計算問題 70
5.1.1 模擬技術與智能算法 70
5.1.2 不確定規劃模型的求解算法 73
5.1.3 不確定規劃建模和算法問題的分析 73
5.2 魯棒優化理論産生背景 74
5.2.1 不確定規劃與魯棒優化 74
5.2.2 魯棒優化理論的發展 76
5.3 魯棒優化模型及方法 78
5.3.1 魯棒綫性優化 79
5.3.2 魯棒二次優化 80
5.3.3 魯棒半定優化 81
5.3.4 魯棒優化方法在電力係統中的應用 82
5.3.5 小結 82
參考文獻 83
第6章 智能電網技術效率評估 85
6.1 概述 85
6.2 技術效率描述 85
6.3 效率評估模型 86
6.3.1 技術效率評估模型 86
6.3.2 智能電網分配效率評估模型 89
6.3.3 參數估計與模型檢驗 90
6.4 算例分析 91
參考文獻 99
第7章 智能電網技術進步評估 101
7.1 概述 101
7.2 技術進步評估模型 102
7.2.1 廣義生産函數模型 102
7.2.2 CD生産函數的適用性分析 104
7.2.3 測算智能電網技術進步的實現過程 106
7.3 算例分析 109
7.3.1 原始數據 109
7.3.2 結果分析 111
參考文獻 116
第8章 智能電網動態評估 118
8.1 概述 118
8.2 智能電網建設動態特性 118
8.3 動態評估模型 119
8.3.1 模型結構設計 119
8.3.2 模型方程關係和參數 120
8.4 算例分析 122
參考文獻 125
第9章 智能變電站技術成熟度評估 127
9.1 引言 127
9.2 智能變電站技術簡介 128
9.2.1 IEC 61850標準 128
9.2.2 電子式互感器技術 129
9.2.3 在綫監測技術 129
9.3 技術成熟度評估模型 130
9.3.1 智能變電站技術成熟度指標體係 130
9.3.2 智能變電站技術成熟度評估理論方法選取 135
9.3.3 基於灰色聚類分析法的智能變電站技術成熟度評估模型 137
9.4 實例分析 141
9.4.1 智能變電站技術成熟度指標數據 141
9.4.2 層次分析法評估應用 143
9.4.3 灰色聚類分析法評估應用 147
9.4.4 結果分析 149
參考文獻 155
第10章 智能電網中黑啓動恢復方案評估 156
10.1 概述 156
10.2 總體思路及步驟 157
10.2.1 基於雲模型的定性指標定量化過程 157
10.2.2 雲數據包絡分析方法主要步驟 158
10.3 黑啓動方案評估模型 159
10.3.1 聯閤DEA模型 159
10.3.2 黑啓動方案評價模型 160
10.4 算例分析 161
參考文獻 165
第11章 智能電網中電磁環網運行方案評估 167
11.1 概述 167
11.2 PSS/E和Python介紹 169
11.3 電磁環網運行評估方法 170
11.3.1 電磁環網運行指標 170
11.3.2 電磁環網運行決策係統 173
11.4 算例分析 173
11.4.1 sawvn算例分析 173
11.4.2 華東交流特高壓電網皖南站附近電磁環網分析 175
參考文獻 180
第12章 電動汽車充電決策方案評估 182
12.1 概述 182
12.2 電動汽車充放電特性分析 182
12.2.1 影響電動汽車充電負荷的因素 182
12.2.2 電動汽車電池特性 184
12.2.3 電動汽車的行駛特性 185
12.2.4 電動汽車充電負荷模型 186
12.3 電動汽車充電站內有序充電策略 188
12.3.1 電動汽車有序充電管理模式 188
12.3.2 以電動汽車聚閤商為主體的有序充電 189
12.3.3 以電網公司為主體的有序充電 196
12.3.4 以個體電動汽車用戶為主體的有序充電 199
12.3.5 有序充電中的電價機製及激勵機製 201
12.4 算例分析 205
12.4.1 假設條件 205
12.4.2 無序充電下的仿真計算 206
12.4.3 以電動汽車聚閤商為主體的有序充電仿真計算 206
12.4.4 以電網公司為主體的有序充電仿真計算 209
12.4.5 以個體電動汽車為主體的有序充電仿真計算 210
12.4.6 有序充電中的電價機製以及激勵機製仿真計算 212
參考文獻 214
第13章 智能電網下的電力負荷預測 216
13.1 概述 216
13.1.1 負荷預測分類 216
13.1.2 負荷預測一般步驟 218
13.2 負荷預測常用方法 219
13.3 智能電網環境下的負荷預測 222
13.3.1 城市化定義與特徵 222
13.3.2 城市化主要構成要素提取 223
13.4 基於城市化特性的中長期負荷預測 224
13.4.1 基於城市化特性的中長期負荷預測建模思路 224
13.4.2 基於層次分析法的權重計算 224
13.4.3 基於模糊聚類分析法的中長期負荷預測 226
13.4.4 算例分析 227
13.4.5 總結 230
13.5 基於城市化特性的飽和負荷預測 230
13.5.1 基於城市化特性的飽和負荷預測建模思路 231
13.5.2 城市化要素主成分提取 232
13.5.3 主成分與負荷序列基頻分量提取 232
13.5.4 飽和負荷預測實現 233
13.5.5 算例分析 234
13.5.6 總結 238
參考文獻 238
第14章 不確定條件下智能電網源網荷協調規劃 241
14.1 概述 241
14.2 不確定因素分析 241
14.3 不確定條件下規劃模型 242
14.3.1 不確定參數在約束條件中 245
14.3.2 不確定參數在目標函數中 246
14.4 計算復雜度分析 248
14.5 算例分析 256
14.5.1 原始數據與參考係統 256
14.5.2 結果分析 258
參考文獻 265
第15章 大數據相關技術用於智能電網評估 267
15.1 智能電網與大數據的關係 267
15.2 大數據在智能電網評估的應用 268
15.2.1 智能電網的數據特徵 268
15.2.2 研究方法 269
參考文獻 269
附錄 271

前言/序言

　　智能電網建設作為一項長期艱巨復雜的係統工程，涉及技術領域寬泛、環節眾多，量化評估先進技術在電網智能化進程中取得的成效是一項極具挑戰但有現實意義的工作。在當前智能電網中新技術大規模應用的時代背景下，研究並分析適應於電網智能化建設和發展的技術先進性評估方法，不僅能夠分析智能電網運行中所處的狀態，而且可以評判智能電網未來規劃建設的閤理性，為智能電網中技術發展的價值評估提供一定的參考。
　　隨著智能電網的建設不斷深入，新技術將在電力係統各領域中得到更加廣泛的應用與發展，這也將是智能電網發展的必然趨勢。然而，在現有的成果中，尚未形成針對智能電網評估的理論體係，同時已有的研究成果多為僅從單一角度分析智能電網技術的應用效果，評估體係缺乏關聯性與全麵性，並且智能電網技術評估與分析的方法也很不完善。因此，係統地闡述智能電網評估的概念，並與各領域的智能電網技術相結閤，提齣不同視角下的智能電網的評估方法體係，將其應用於智能電網規劃與運行的分析中，解決先進技術對智能電網建設影響的評估問題，具有極大的理論意義和工程實用價值。
　　本書主要介紹智能電網規劃、運行、控製中的評估理論、方法及其應用效果。全書在內容上分為兩個方麵；首先是深化研究規劃與評估理論、方法，期望形成一個更加科學、完備的基礎理論體係，達到基礎性、通用性、體係性的目標，為智能電網相關評估應用提供新的理論基礎與數學工具。其次是探究基於提齣的理論體係的智能電網相關領域的評估應用研究。在繼承已有理論的基礎上，開拓新的理論研究，將其應用到智能電網規劃、運行、控製的評估與技術經濟分析中，初步形成瞭智能電網規劃與運行評估分析的方法體係，實現瞭“理論一方法一工具”三者緊密互動與融閤，為評估理論與應用研究提供瞭有效的研究工具與分析思路。
　　第1章“緒論”闡述智能電網的基本特徵、內涵、覆蓋領域，以及評估理論應用於智能電網各領域的研究現狀，産生新問題之後，分基礎和應用兩個部分進入主體內容。基礎篇（第2～5章）是本書的基礎理論部分，係統地介紹本書研究智能電網規劃與評估理論的數學基礎，包括經典評估理論與方法、評估方法的理論拓展、經典規劃理論與方法，以及近年來規劃理論的最新研究成果。應用篇（第6～13章）是本書的方法分析與應用部分，圍繞智能電網的規劃、運行和控製主要領域，介紹基於傳統和擴展的數學理論的智能電網規劃與評估分析的模型與方法，書中提供瞭大量實例，既包含智能電網技術經濟分析與評估的宏觀層麵問題，也涉及智能電網環境下先進技術在規劃與運行控製應用中的相關具體問題。
　　本書以解決智能電網規劃與評估的理論方法為齣發點，圍繞當前電力係統相關領域的評估研究中存在的問題、新的現象及研究熱點，在總結現有模型、方法的特點與不足的基礎上，突破傳統思維定勢，提齣瞭具有一般變革與創新性的方法論，能夠從整體上把握評估理論體係的脈絡，重點解決評估在規劃、運行與控製領域的基本理論問題與關鍵性技術。
　　本書在撰寫過程中還參考瞭其他學者應用相關評估理論進行電力係統評估分析的許多專著，在此嚮這些學者錶示衷心的感謝。本書部分研究工作先後得到瞭國傢高技術研究發展計劃（2012AA050803）、國傢自然科學基金（No。51377103）、高等學校博士學科點專項科研基金（20120073110020）的資助，特此緻謝。
　　本書是我們近年來科學研究工作的總結，部分內容取材於本課題組所培養的韓鼕、徐瀟源、許少倫博士，李磊、張良、張道天碩士，以及周雲、李亦言、孫凱華等的學術論文或學位論文。本課題組的孫雲濤、倪兆瑞等協助校對瞭本書的初稿。
　　清華大學康重慶教授、西安交通大學彆朝紅教授，以及華北電力大學譚忠富教授在百忙之中審閱瞭全書的初稿並提齣許多寶貴意見，在此深錶感謝。上海交通大學電氣工程係和國傢能源（上海）智能電網研發中心為本書的撰寫提供瞭良好的條件，在此一並錶示感謝。
　　作者希望本書能夠起到拋磚引玉的作用，能為智能電網研究人員提供一些參考，推動我國智能電網評估理論嚮更高水平發展。盡管在本書的編寫過程中已經對結構脈絡、體係安排、素材選擇與文字描述竭盡全力、精益求精，但限於作者水平有限，書中難免存在不足之處，真誠期待讀者批評和指正。
　　作者
　　2016年9月於上海交通大學

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