內容簡介
大電網最優潮流計算
本書共分十七章,從內容劃分上可歸為三部分。前七章以線性規劃和非線性規劃理論為起點，將內點法及其擴展算法套用到靜態無功最佳化、動態無功最佳化及其並行計算中；第八至十二章介紹了擴展的最優潮流問題，包括暫態穩定約束最優潮流和靜態電壓穩定約束最優潮流計算；第十三至十七章介紹了幾種典型的大電網最優潮流分解協調算法。本書對所提出的每種算法從模型建立、算法實現等方面進行了詳細推導，在算例分析中，不僅採用了國際通用的標準試驗系統作為算例，且採用了小至538節點、大至2212節點等省級和區域電網的實際運行數據作為算例。
本書可供各級從事電網調度運行的工程技術人員、高等院校和科研院所的研究生和科研人員參考。
圖書目錄
前言
第一章 非線性規劃和線性規劃的求解方法
1.1 基礎知識
1.1.1 最最佳化問題的數學描述
1.1.2 相關數學基礎
1.2 非線性規劃
1.2.1 一階最優性條件
1.2.2 二階最優性條件
1.2.3 非線性原對偶內點方法
1.3 線性規劃
1.3.1 單純形法
1.3.2 內點法
1.4 小結
參考文獻
第二章 連續無功最佳化計算
2.1 線性規劃建模
2.2 靈敏度係數計算
2.3 靈敏度係數計算中應注意的問題
2.4 原對偶內點法
2.4.1 基本原理
2.4.2 線性方程組的求解
2.4.3 疊代步長的確定及壁壘參數的修正
2.4.4 初始點的選擇
2.5 計算步驟
2.6 算例分析
2.6.1 Ward & Hale6節點系統
2.6.2 IEEE 118節點系統
2.6.3 某538節點系統
2.6.4 計算時間比較
2.7 小結
參考文獻
第三章 離散無功最佳化計算
3.1 非線性混合整數規劃建模
3.2 內嵌離散懲罰的非線性原對偶內點法
3.3 離散變數的處理
3.4 應注意的問題
3.4.1 疊代步長的確定和壁壘參數的修正
3.4.2 初始點的選擇
3.5 計算步驟
3.6 修正方程的求解
3.7 算例分析
3.7.1 Ward & Hale6節點系統
3.7.2 某538節點系統
3.7.3 不同數據結構的比較
3.7.4 計算時間比較
3.8 混合整數規劃問題的連續化方法
3.8.1 離散變數的連續化處理
3.8.2 二進制編碼的逐位最佳化
3.8.3 算例分析
3.9 小結
參考文獻
第四章 動態無功最佳化計算
4.1 數學模型
4.2 最佳化算法
4.2.1 基本原理
4.2.2 疊代步長的確定
4.2.3 罰函式的引入
4.2.4 收斂精度的給定
4.2.5 計算步驟
4.2.6 修正方程的求解
4.3 結果分析
4.3.1 變壓器變比
4.3.2 電容器組無功出力
4.3.3 部分連續控制變數
4.3.4 最大潮流偏差和補償間隙
4.4 動態和靜態無功最佳化算法比較
4.5 與其他三種算法的比較
4.5.1gams
4.5.2 GA
4.5.3 BARON
4.5.4 DICOPT
4.6 小結
參考文獻
第五章 動態無功最佳化解耦算法
5.1 快速解耦算法一
5.2 快速解耦算法二
5.2.1 基本思想
5.2.2 修正方程的快速求解
5.3 算例分析
5.3.1 鹿鳴電網14節點系統
5.3.2 修改後的IEEE 118節點系統
5.4 小結
參考文獻
第六章 動態無功最佳化並行計算
6.1 MPI並行實現技術
6.2 並行算法及其實現
6.2.1 並行求解思路
6.2.2 MPI並行環境下的算法實現
6.2.3MPICH的配置
6.2.4 並行算法實現中的幾個問題
6.3 算例分析
6.4 小結
參考文獻
第七章 地區電網電壓無功控制
7.1 電壓控制的基本方式
7.1.1 分散控制
7.1.2 集中控制
7.1.3 關聯分散控制
7.2 分散式電壓無功控制
7.3 變電站電壓無功控制範圍的整定計算
7.3.1 調節範圍定義
7.3.2 整定計算原理
7.3.3 電壓控制範圍給定
7.3.4 無功控制範圍給定
7.3.5 算例分析
7.4 小結
參考文獻
第八章 基於故障模式法的暫態能量裕度約束最優潮流計算
8.1 常規最優潮流模型
8.2 TSCOPF模型
8.2.1暫態穩定計算模型
8.2.2 多故障TSCOPF模型
8.3 暫態能量函式和臨界能量表達式
8.3.1 同步坐標
8.3.2 慣量中心坐標
8.4 暫態穩定裕度計算
8.4.1 故障切除時刻的能量
8.4.2 臨界能量
8.5 靈敏度分析
8.6 暫態穩定裕度靈敏度的解析方法
8.7 計算步驟
8.8 算例分析
8.8.1 WSCC3機9節點系統
8.8.2 New England 10機39節點系統
8.9 小結
參考文獻
第九章 基於BCU法的暫態能量裕度約束最優潮流計算
9.1 暫態穩定裕度靈敏度分析
9.1.1 暫態能量裕度計算
9.1.2 暫態能量裕度靈敏度計算
9.2 BCU法與MOD法對比
9.3 多故障TSCOPF計算
9.4 算例分析
9.4.1 單故障TSCOPF掃描結果
9.4.2 考慮暫態穩定約束前後OPF結果對比
9.4.3 單故障TSCOPF結果比較
9.4.4 多故障TSCOPF結果比較
9.4.5 故障分組結果
9.5 小結
參考文獻
第十章 基於軌跡靈敏度法的暫態穩定約束髮電再調度
10.1 電力系統機電暫態模型
10.1.1 發電機模型
10.1.2 勵磁系統模型
10.1.3 機網接口及網路方程
10.2 基於改進歐拉法的暫態穩定計算
10.3 軌跡靈敏度分析
10.3.1 經典模型下的軌跡靈敏度分析
10.3.2 複雜模型下的軌跡靈敏度分析
10.4 發電機臨界程度排序和原始有功轉移功率計算
10.5單一故障TSCOPF模型及最優轉移功率的求解
10.5.1 單一故障TSCOPF模型
10.5.2 原始有功轉移功率的求解
10.5.3 搜尋最優轉移功率的疊代算法
10.6 多故障TSCOPF模型及最優轉移功率的求解
10.7 算例分析
10.7.1 發電機採用經典二階模型
10.7.2 發電機採用四階模型
10.8 小結
參考文獻
第十一章 基於軌跡靈敏度法的暫態穩定約束最優潮流
11.1 軌跡靈敏度分析
11.1.1 初值計算
11.1.2 時域計算
11.2 基於軌跡靈敏度法的TSCOPF
11.2.1 TSCOPF二次規劃模型及求解
11.2.2 多故障TSCOPF二次規劃模型及求解
11.3 算例分析
11.3.1 單故障TSCOPF算例
11.3.2 多故障TSCOPF算例
11.3.3 與其他方法的比較
11.4 小結
參考文獻
第十二章 靜態電壓穩定裕度約束無功最佳化計算
12.1 PV曲線和電壓崩潰點類型
12.2.1 基本原理
12.2.2 修正方程式
12.2.3 修正方程式的預解
12.2.4 擴展狀態變數修正值的計算
12.2.5 連續參數的選擇
12.3 靜態電壓穩定裕度對變數的靈敏度計算
12.3.1 鞍結型分岔情形下的計算
12.3.2 極限誘導型分岔情形下的計算
12.4 考慮電壓穩定裕度約束的無功最佳化計算
12.4.1 計算原理
12.4.2 算例與結果分析
12.5 基於FVSI指標的無功最佳化計算
12.5.1 快速電壓穩定指標FVSI
12.5.2 計算原理
12.5.3 算例與結果分析
12.6 小結
參考文獻
第十三章 幾種典型的分解協調算法
13.1 基於PQ分解技術的分解算法
13.2 基於Benders分解技術的分解算法
13.3 基於拉格朗日鬆弛技術的分解算法
13.4 基於輔助問題原理的分解算法
13.5 基於智慧型型最佳化的並行算法
13.6 基於協同進化法的分解算法
13.7 小結
參考文獻
第十四章 基於近似牛頓方向的多區域無功最佳化分解算法
14.1 多區域系統無功最佳化模型
14.1.1 電力系統離散無功最佳化模型
14.1.2 區域分解及邊界節點定義
14.1.3 多區域系統無功最佳化模型
14.1.4 最最佳化模型分解
14.2 引入離散處理機制的非線性原對偶內點法
14.3 近似牛頓方向和純牛頓方向的定義
14.4 解耦的充分條件
14.4.1 解耦理論判據
14.4.2 解耦實用判據
14.5 不滿足解耦條件時的計算方法
14.5.1 GMRES算法
14.5.2 預處理技術
14.6 計算步驟
14.7 應注意的幾個問題
14.7.1 GMRES(m)算法中m取值
14.7.2 罰函式的引入機制
14.7.3 收斂精度的確定
14.8 算例分析
14.8.1 1062節點系統
14.8.2 538節點系統
14.8.3 結果分析
14.9 小結
參考文獻
第十五章 基於對角加邊模型的多區域無功最佳化分解算法
15.1 區域分解
15.2 多區域系統離散無功最佳化模型
15.3 多區域分解算法
15.3.1 對角加邊結構修正矩陣的形成
15.3.2 幾種分解方案
15.4 算例系統
15.4.1 IEEE 118節點系統
15.4.2 538節點系統
15.4.3 1133節點系統
15.5 計算結果分析
15.5.1 計算結果
15.5.2 分析與討論
15.6 小結
參考文獻
第十六章 基於諾頓等值的多區域無功最佳化分解算法
16.1 外部網路的靜態等值
16.1.1 網路的劃分
16.1.2 外部網路的等值方法
16.2 諾頓等值及分解算法的形成
16.2.1 系統的分解及諾頓等值模型
16.2.2 分解算法中的幾個關鍵問題
16.3 計算誤差分析
16.3.1 無功最佳化最優解的幾種狀態
16.3.2 誤差分析
16.4 計算步驟
16.5 算例分析
16.5.1 236節點系統
16.5.2 2212節點系統
16.5.3 計算結果分析
16.6 小結
參考文獻
第十七章 幾種無功最佳化分解算法比較
17.1 算例系統
17.1.1 538節點系統
17.1.2 708節點系統
17.2 計算結果
17.3 各種分解算法的比較分析
17.4 影響計算效益的因素分析
17.4.1 子區域數目對計算速度的影響
17.4.2 最大子區域規模對計算速度的影響
17.5 小結
參考文獻
附錄
附錄Ⅰ Ward & Hale6節點標準試驗系統數據
附錄Ⅱ IEEE 14節點標準試驗系統數據
附錄Ⅲ IEEE 30節點標準試驗系統數據
附錄Ⅳ IEEE 118節點標準試驗系統數據
附錄Ⅴ 某538節點實際系統概況
附錄Ⅵ 廣州鹿鳴電網14節點系統數據
附錄Ⅶ WSCC3機9節點標準試驗系統數據
附錄Ⅷ NewEngland10機39節點標準試驗系統數據
附錄Ⅸ UK20機100節點試驗系統接線圖
