高清PDF带书签《电力系统高级预测技术和发电优化调度》Joao P.S.Catalao

国际电气工程先进技术译从
电力系统高级预测技术和发电优化调度
Electric Power Systems Advanced Forecasting Techniques and Optimal Generation Scheduling
(葡萄牙)Joao P.S.Catalao 主编
刘长浥、张菲、王晓蓉、许晓艳 译

本书旨在帮助读者开发他们在电力系统建模、仿真和优化方面的技巧。本书精心平衡了它在理论与实践两方面的内容，介绍了预测与调度计划方面最新的前沿发展。本书把重点放在理解与解决发电系统管理方面的关键问题。
本书首先概述了发电系统现实存在的问题。因为应对不确定性和风险的能力对发电公司非常关键，所以本书第2部分考查了自调度、负荷预测、短期电价预测和风电功率预测的最新方法及模型。
本书第3部分用案例研究方法考察如何能实现可用能源的最佳利用。
这一部分的各章讨论发电公司基于价格进行的调度、水力发电商的优化调度、水火电协调、对风电机组的优化组合，以及多联产系统的优化。
本书以满足研究生需求的教学方式撰写，还把论述内容扩展到对工程技术研究人员大有裨益的研究成果方面。本书还介绍了越来越重要的电力系统运行与规划领域的最新技术。

全书分为三部分。第1 部分是第1 章， 论述关于发电系统现有的必要知识和实际问题， 包含这些问题的结构以及它们的影响。第2 部分从第2 章到第5 章， 论述的问题有不确定性、风险和短期预测， 系统地说明了信息管理系统的发展， 帮助电力系统决策人员摆脱对现有和不久将来的发电系统一无所知和莫衷一是的状态。讨论了了解和表述这些问题的重要性。这一部分显然最重要， 是调度问题的关键输入， 目标是优化使用可用能源。而可用能源是下一部分的论述内容。第3 部分从第6 章到第10 章， 论述开发信息管理系统的合理性研究， 以帮助在决策时避免丢失电力市场和双边谈判带来的好处。讨论水火电调度时论述了确认主变量和参数以及相关数学规划问题， 以达到优化决策。论述了风力发电与水火电的协调。这一部分的最后一章是多联产系统运行。该章讨论了多目标规划及规划理论体现的支持部件的表述和解决方法。

PDF书签目录：

电力系统高级预测技术和发电优化调度 1
前折页 2
书名页 3
版权页 4
译者序 5
前言 6
致谢 8
各章摘要 9
编者简介 12
各章作者简介 13
目录 16
第1章 发电系统概述 23
1.1 引言 23
1.2 发电技术 24
1.2.1 发电是电力系统的心脏和大脑 24
1.2.2 火力发电 25
1.2.3 水力发电 27
1.2.4 风力发电 29
1.2.5 其他不可调度发电 31
1.2.6 储能技术 33
1.3 电力系统发电运行 34
1.3.1 发电控制 34
1.3.2 调度计划 35
1.3.3 备用要求 36
1.3.4 机组优化组合 37
1.3.5 经济调度 38
1.3.6 水火电协调 39
1.3.7 不可调度发电的调度计划 39
1.3.8 市场条件下的调度计划 39
1.4 未来发电的挑战 42
参考文献 42
第2章 不确定性和发电调度风险 45
2.1 引言 45
2.2 发电自调度计划 46
2.2.1 试验系统模型 47
2.3 风险测度 49
2.3.1 风险值 49
2.3.2 条件风险值 51
2.4 数据的不确定性 51
2.4.1　VaR的数据不确定性 52
2.4.2　CVaR的数据不确定性 52
2.5　VaR表述 53
2.5.1 基于VaR的名义稳健调度计划 53
2.5.2 基于VaR的最差工况稳健调度计划 54
2.5.3 基于VaR的稳健调度计划案例 54
2.6　CVaR表述 56
2.6.1 基于CVaR的名义稳健调度计划 56
2.6.2 基于CVaR的最差工况稳健调度计划 57
2.6.3 基于CVaR的稳健调度计划案例 59
2.7 小结 61
附录A2.1 61
附录A2.2 62
参考文献 64
第3章 短期负荷预测 66
3.1 引言 66
3.2 数据预处理 67
3.2.1 标准化和差分 67
3.2.2 小波滤波 68
3.3 输入预选 71
3.4　ANN输入精选 72
3.4.1 正则化方法 73
3.4.2 MLP贝叶斯训练 73
3.4.3 贝叶斯训练的输入选择 75
3.4.4 结果示例 75
3.5 贝叶斯训练的MLP结构确认 76
3.6 预测间隔估计 77
3.6.1 再采样法 78
3.6.2 结果示例 79
3.7 小结 80
致谢 80
附录A3.1 81
参考文献 83
第4章 短期电价预测 85
4.1 引言 85
4.2 电价预测方法概述 86
4.2.1 电价预测方法分类 86
4.2.2 基于人工智能的电价预测方法的结构和组成 87
4.3 电价预测输入数据准备 88
4.3.1 备选输入集合的形成 88
4.3.2 单段特征选择技术 92
4.3.3 两段特征选择技术 99
4.4 电价预测引擎 107
4.4.1 非混合电价预测引擎 107
4.4.2 混合电价预测引擎 111
4.5 可调参数的微调 117
4.5.1 交叉验证技术 118
4.5.2 搜索过程 121
4.6 电价尖峰预测 124
4.6.1 什么是电价尖峰？ 124
4.6.2 电价尖峰事件预测 125
4.6.3 电价尖峰值的预测 127
4.7 小结 128
参考文献 128
第5章 短期风电功率预测 132
5.1 引言 132
5.1.1 时间尺度 132
5.1.2 风电功率预测方法 133
5.1.3 典型结果 134
5.2 时间序列模型 139
5.3 风电功率预测的气象模型 141
5.4 短期功率预测模型 143
5.5 不确定性、爬坡与变化性 148
5.5.1 概率预测 148
5.5.2 爬坡预测 152
5.5.3 变化性预测 152
5.6 根据风电功率预测进行决策和它的价值 153
5.7 小结 155
致谢 155
参考文献 156
第6章 独立发电公司基于价格的调度计划 166
6.1 引言 166
6.1.1 符号表 166
6.2 点价格建模 168
6.2.1 电价的不确定性 168
6.2.2 电价的统计分布 170
6.3 发电特性 176
6.3.1 传统发电成本特性 177
6.3.2 可再生能源发电特性 178
6.4 基于价格（利润）的机组优化组合 181
6.4.1　PBUC问题表述 181
6.4.2 求解方法 182
6.4.3 在PBUC下基于价格的自组合 186
6.5　Gencos基于价格的调度计划 193
6.5.1 随机自调度技术 193
6.5.2 基于发电机成本特性和市场价格动态的调度计划 199
6.5.3 短期发电调度计划中对价格不确定性的管理 205
6.6 小结 213
附录A6.1 系统数据及结果 214
参考文献 218
第7章 不确定性下的水电生产商优化自调度 220
7.1 引言 220
7.1.1 水电机组组合问题 220
7.1.2 日前市场中的竞价策略 221
7.1.3 水电系统中的变化水头问题 222
7.2 水电运行优化模型开发 223
7.2.1 简介 223
7.2.2 水电出力函数 224
7.2.3 水电机组技术效率与净水头和耗水量的关系 225
7.2.4 水力发电系统的约束 228
7.2.5 风险度量：VaR和CVaR 231
7.2.6 目标函数：利润最大化和基于CVaR的利润最大化 231
7.2.7 解决水电运行调度计划问题的策略 232
7.3 案例研究：西班牙杜罗河某梯级水库的水电运行调度 233
7.4 小结 237
参考文献 238
第8章 水火电生产商的自调度计划 242
8.1 引言 242
8.2 水火电生产商自调度确定性问题的目标 243
8.2.1 价格接受者生产商目标 243
8.2.2 价格决定者生产商目标 244
8.3 水火电生产商自调度确定性问题的MILP表述 247
8.3.1 火电机组的运行阶段 247
8.3.2 火电机组约束 248
8.3.3 火电机组发电总成本 252
8.3.4 水电机组约束 255
8.3.5 系统约束 261
8.3.6 水火电生产商也是零售商的情况 262
8.3.7 建模摘要 263
8.4 不确定性建模 264
8.4.1 随机规划基础知识 264
8.4.2 水火电生产商自调度问题表示为含追索行动的两段随机规划问题 265
8.5 数值应用 270
8.5.1 确定性问题应用 270
8.5.2 随机问题应用 279
8.6 小结 286
8.7 符号表 287
8.7.1 集 287
8.7.2 函数 288
8.7.3 参数 288
8.7.4 变量 290
附录A8.1 时际约束建模 291
参考文献 292
第9章 含大量风电装机电力系统运行规划的机组组合和经济调度 296
9.1 引言 296
9.2 输入数据建模 297
9.2.1 负荷时间序列 297
9.2.2 风电功率时间序列 297
9.2.3 风电功率预测 304
9.3 常规机组建模 305
9.3.1 火电机组建模 305
9.3.2 水电和储能机组 307
9.4　UC-ED问题表述 308
9.5 求解方法：最优启发法和时间尺度 309
9.5.1 年尺度：确定机组可用率 310
9.5.2 周和小时内尺度：确定性调度 310
9.5.3 多区域表示和国际市场收盘时间 312
9.6 含12GW风电的荷兰案例研究 314
9.6.1 系统变化详述和讨论 314
9.6.2 假设和仿真设置 316
9.6.3 仿真结果 316
9.7 小结 323
参考文献 324
第10章 多联产系统的运行优化 327
10.1 引言 327
10.2　MG组份及结构 329
10.2.1　MG组份和运行特性 329
10.2.2　MG设备结构 333
10.3　MG优化的目标函数 336
10.3.1 运行优化问题表述 336
10.3.2 单目标和性能指标 339
10.3.3 多目标表述 345
10.4 约束 345
10.4.1 运行优化问题中约束的性质 345
10.4.2 等式约束 346
10.4.3 不等式约束 346
10.5 求解技术 350
10.5.1 技术分类 350
10.5.2 单目标优化 350
10.5.3 多目标优化 351
10.6 应用案例 352
10.6.1 三联产系统的需求和配置 352
10.6.2 单时段的能源成本和能源效率优化 353
10.6.3 典型日的能源成本和能源效率优化 355
10.6.4 多目标优化 356
10.7 小结 362
词汇表 363
缩略词 363
符号 364
参考文献 365
后折页 373

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