本书共12 章。第1 章介绍基本概念和理论基础，包括电力与能源系统优化调度的概念和面临的挑战，以及多目标优化方法、不确定优化方法及分布式优化方法的基本原理。第2～5 章介绍规模化新能源并网电力系统优化调度方法，包括多目标优化调度方法、高维多目标机组组合方法、基于近似动态规划算法的随机经济调度方法及基于场景解耦算法的随机经济调度方法。第6～11 章介绍电力与能源系统中各组成部分的优化调度方法，包括海上风电集群并网系统、主动配电系统、微电网、区域综合能源系统的优化调度方法，以及考虑管道能量传输动态的区域综合能源系统优化调度方法和区域综合能源系统最优能量流计算方法。第12 章介绍电力与能源系统中的协调优化调度方法，主要是输配系统协调优化调度方法。本书对所提出的各种算法均从模型建立、算法实现等方面进行了详细推导；在算例分析中，不仅采用了国际通用的标准试验系统作为算例，且采用了真实的省级电网、中心城市电网和配电网的实际运行数据作为算例。
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前言
缩略词表
第1章电力与能源系统优化调度基础 1
1.1 基础知识 1
1.1.1 电力与能源系统的构成 1
1.1.2 电力与能源系统优化调度的基本内容及难点 2
1.2 多目标优化算法 2
1.2.1 Pareto昀优解 3
1.2.2 加权和法 4
1.2.3 ε-约束法 4
1.2.4 法线边界交叉法 5
1.2.5 规格化法平面约束法 6
1.2.6 进化类算法 7
1.3 不确定优化算法 8
1.3.1 场景法 8
1.3.2 机会约束规划法 9
1.3.3 近似动态规划法 10
1.3.4 鲁棒优化法 11
1.3.5 分布鲁棒优化法 13
1.4 分布式优化算法 14
1.4.1 拉格朗日松弛法 15
1.4.2 分析目标级联法 15
1.4.3 交替方向乘子法 16
1.5 小结 18
参考文献 18
第2章规模化新能源并网电力系统多目标优化调度 20
2.1 多目标优化调度模型及其解耦算法 20
2.1.1 多目标优化调度模型 20
2.1.2 计算三目标优化问题 Pareto昀优解集的 NBI法 23
2.1.3 三目标优化调度 Pareto昀优解集的双层解耦算法 27
2.1.4 算例分析 33
2.2 多目标安全约束优化调度算法 41
2.2.1 多目标安全约束优化调度模型 41
2.2.2 抽水蓄能电站的运行模式等效约束 45
2.2.3 网络安全约束的处理 45
2.2.4 计算三目标优化问题完整 Pareto解集的 NNC法 47
2.2.5 算例分析 49
2.3 小结 53
参考文献 53
第3章规模化新能源并网电力系统高维多目标机组组合 55
3.1 四目标安全约束机组组合 55
3.1.1 优化模型 55
3.1.2 网络损耗表达式的凸化处理 60
3.1.3 四目标优化问题 Pareto昀优解集的求解 61
3.1.4 算例分析 64
3.2 考虑灵活性的五目标安全约束机组组合 72
3.2.1 电力系统灵活性风险指标 72
3.2.2 五目标 SCUC模型 73
3.2.3 五目标优化问题 Pareto昀优解集的求解 77
3.2.4 算例分析 81
3.3 小结 88
参考文献 89
第4章基于近似动态规划算法的电力系统随机经济调度 90
4.1 安全约束随机经济调度模型 90
4.1.1 目标函数 90
4.1.2 约束条件 91
4.2 求解随机经济调度模型的近似动态规划算法 94
4.2.1 决策前和决策后状态与值函数 94
4.2.2 近似值函数的形式 95
4.2.3 近似值函数的构建 96
4.3 算例分析 100
4.3.1 实际省级电网 100
4.3.2 修改的 IEEE 39节点系统 107
4.4 小结 108
参考文献 109
第5章基于场景解耦算法的电力系统随机经济调度 110
5.1 多场景随机动态经济调度模型 110
5.1.1 优化目标 111
5.1.2 预测场景下的约束条件 111
5.1.3 误差场景下的约束条件 112
5.1.4 模型的紧凑形式 113
5.2 Dantzig-Wolfe分解及并行求解 113
5.2.1 模型的 Dantzig-Wolfe分解 113
5.2.2 乘子修正策略 115
5.2.3 并行计算步骤 116
5.3 算例分析 117
5.3.1 修改的 IEEE 39节点系统 117
5.3.2 实际省级电力系统 121
5.4 小结 123
参考文献 124
第6章海上风电集群并网的优化调度 125
6.1 海上风电集群并网的分布鲁棒优化调度 125
6.1.1 考虑风速时空相关性的概率分布模糊集的构建 125
6.1.2 海上风电集群的分布鲁棒优化调度模型 127
6.1.3 模型的求解 133
6.1.4 算例分析 137
6.2 含多个海上风电场的电力系统风险规避随机经济调度 142
6.2.1 规避风险损失的度量 142
6.2.2 风险规避随机经济调度模型 144
6.2.3 求解算法 147
6.2.4 算例分析 154
6.3 小结 161
参考文献 162
第7章主动配电系统优化调度 164
7.1 考虑灵活性的含光伏配电网优化调度 164
7.1.1 配电网运行灵活性的计算 164
7.1.2 考虑灵活性的含光伏配电网双层优化调度模型 166
7.1.3 基于直觉模糊规划的求解方法 169
7.1.4 算例分析 173
7.2 含新能源配电网中移动储能车多目标优化调度 176
7.2.1 移动储能车多目标优化调度模型 176
7.2.2 考虑新能源出力不确定性的多目标优化调度模型 180
7.2.3 多目标优化模型折中昀优解的直接求解方法 181
7.2.4 算例分析 184
7.3 主动配电网鲁棒优化调度的分布式计算方法 193
7.3.1 配电网潮流方程的线性化 193
7.3.2 配电网鲁棒优化调度模型 194
7.3.3 鲁棒优化调度模型的分布式求解 198
7.3.4 算例分析 199
7.4 小结 203
参考文献 204
第8章微电网优化调度 205
8.1 微电网多目标随机优化调度算法 205
8.1.1 多目标随机优化调度模型 205
8.1.2 模型的求解 209
8.1.3 算例分析 213
8.2 含离散变量的微电网随机经济调度算法 218
8.2.1 随机混合整数优化调度模型 218
8.2.2 将混合整数非线性规划模型转化为混合整数凸规划模型 223
8.2.3 状态空间近似动态规划算法 225
8.2.4 算例分析 231
8.3 小结 238
参考文献 239
第9章区域综合能源系统优化调度 240
9.1 气电冷热区域综合能源系统优化调度 240
9.1.1 气电冷热区域综合能源系统的结构 240
9.1.2 区域综合能源系统优化调度 241
9.1.3 考虑光伏出力随机性的优化调度 250
9.2 考虑需求响应的区域综合能源系统优化调度 252
9.2.1 优化调度的混合整数非线性规划模型 252
9.2.2 将优化调度模型转化为混合整数二阶锥规划模型 258
9.2.3 应用部分代理割算法求解优化调度模型 259
9.2.4 算例分析 263
9.3 小结 273
参考文献 274
第10章考虑管道能量传输动态的综合能源系统优化调度 276
10.1 管道能量传输动态的偏微分方程模型 276
10.1.1供冷/热管道能量传输动态的 PDE模型 276
10.1.2供气管道能量传输动态的 PDE模型 277
10.2 考虑管道能量传输动态的区域综合能源系统优化调度 278
10.2.1区域综合能源系统优化调度模型 278
10.2.2二维域正交配置法处理 PDE约束 281
10.2.3算例分析 286
10.3 考虑管道能量传输时滞的 CCHP微网分布鲁棒优化调度 295
10.3.1供冷/热管道传输能量动态模型的解析解 295
10.3.2光伏/光热站出力不确定性的模糊集 296
10.3.3分布鲁棒优化调度模型 297
10.3.4模型的求解方法 299
10.3.5算例分析 302
10.4 考虑管道能量传输动态的区域综合能源系统随机优化调度 308
10.4.1供气管道传输能量动态模型的解析解 308
10.4.2随机优化调度模型 311
10.4.3随机优化调度模型的求解 312
10.4.4算例分析 316
10.5 小结 323
参考文献 324
第11章区域综合能源系统最优能量流计算 326
11.1基于区间半不变量法的综合能源系统区间概率能量流计算 326
11.1.1考虑节点功率HOU的区间概率能量流计算模型 326
11.1.2基于ICM的区间概率能量流计算 330
11.1.3节点功率相关性问题的处理 335
11.1.4算例分析 337
11.2基于区间点估计法的综合能源系统区间概率能量流计算 344
11.2.1基于区间点估计法的区间概率能量流计算 345
11.2.2节点功率相关性问题的处理 349
11.2.3算例分析 351
11.3考虑新能源不确定性的综合能源系统昀优能量流计算 359
11.3.1基于概率盒机会约束和方差约束的CCHP园区微网OEF计算 359
11.3.2优化模型的求解 362
11.3.3算例分析 366
11.4小结 375
参考文献 375
第12章输配系统安全约束随机经济调度 377
12.1 输电网和配电网的凸化潮流模型 377
12.1.1输电网与配电网的分界点 377
12.1.2输电网凸化有功潮流模型 378
12.1.3配电网线性潮流模型 380
12.2 输配系统随机经济调度模型 381
12.2.1目标函数 381
12.2.2输电网约束条件 382
12.2.3配电网约束条件 384
12.3 输配系统随机经济调度模型的分布式求解 386
12.3.1应用 ADP算法将随机经济调度模型转化为确定性优化模型 386
12.3.2基于同步型 ADMM法的输配电网分布式经济调度算法 387
12.4 算例分析 390
12.4.1输电网凸化潮流计算模型的精度验证 390
12.4.2配电网线性潮流计算模型的精度验证 393
12.4.3 T6D7系统 394
12.4.4实际输配一体电网 400
12.5 小结 404
参考文献 404
附录 A 修改的 10机 39节点系统参数 406
附录 B 实际省级电网系统参数 409
附录 C 某区域综合能源系统优化调度的原始参数 416
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