電網(wǎng)可靠性評估——模型與方法 【美】沙南.辛格 等
定 價(jià)：99 元
- 作者：【美】沙南.辛格 等
- 出版時(shí)間：2024/5/1
- ISBN：9787111742616
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TM732
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
本書涵蓋了電力網(wǎng)絡(luò)可靠性評估的基本概念和分析方法。全書分為兩大部分，共14章。第1部分為理論基礎(chǔ)，其中：第1章介紹了可靠性的基本定義、量化方法和決策方法；第2、3章分別回顧了與概率論和隨機(jī)過程相關(guān)的基本概念；第4章進(jìn)一步介紹了基于狀態(tài)轉(zhuǎn)移頻率的隨機(jī)過程分析方法；第5、6章分別介紹了在可靠性分析中常用的解析法和蒙特卡洛模擬法。第2部分為建模分析方法，其中：第7章介紹了如何應(yīng)用理論概念來分析實(shí)際電力系統(tǒng)的可靠性；第8章介紹了如何利用離散卷積法來評估發(fā)電裕度；第9章介紹了如何分析多節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)的可靠性，在此基礎(chǔ)上分別闡釋了如何評估多區(qū)域電力系統(tǒng)的可靠性（第10章）和綜合電力系統(tǒng)的可靠性（第11章）；第12章討論了如何在發(fā)電規(guī)劃中考慮電力系統(tǒng)可靠性；第13章則討論了如何在綜合電力系統(tǒng)可靠性評估中考慮具有間歇性特點(diǎn)的可再生能源的接入；第14章對全書進(jìn)行了總結(jié)思考，旨在為電力系統(tǒng)可靠性領(lǐng)域的相關(guān)研究提供一個更為廣闊的視角。書中提供了大量的案例分析以加深讀者對基本概念和建模方法的理解，在部分章節(jié)后附有簡單的題目供讀者練習(xí)，并且提供了很多參考文獻(xiàn)供讀者延伸閱讀。
本書可供電網(wǎng)可靠性相關(guān)領(lǐng)域的科研人員和技術(shù)人員閱讀，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)本科生和研究生參考。
電網(wǎng)是一個隨時(shí)間不斷發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，所涉及的決策在大多數(shù)情況下都是不可逆轉(zhuǎn)的，例如建設(shè)一條輸電線或一個風(fēng)、光電場，這些都是無法輕易撤銷或改變的決策，所以對新設(shè)施的功能及其對整個系統(tǒng)的影響進(jìn)行仿真計(jì)算一直都是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行工作的一部分，因此成熟的分析和仿真工具也一直都是這些工作流程的一部分；為了適應(yīng)新時(shí)勢，這些工具還會隨時(shí)間不斷發(fā)生改變。
本書內(nèi)容分為兩部分，共14章。第1部分為理論基礎(chǔ)，包括綜述概率論、隨機(jī)過程以及一個基于頻率理解隨機(jī)過程的方法，這些概念都通過電力系統(tǒng)的相關(guān)案例進(jìn)行了闡釋；其次，介紹了通用的解析法和蒙特卡洛法；第1部分可作為普適的可靠性課程教學(xué)資料。第2部分介紹了在電網(wǎng)可靠性分析方面已開發(fā)的算法，包括發(fā)電充裕度法和多節(jié)點(diǎn)分析法，后者涵蓋了多區(qū)域以及綜合電力系統(tǒng)的可靠性評估；最后兩章分別展示如何在能源規(guī)劃中使用這些方法以及與具有間歇性特點(diǎn)的可再生能源接入相關(guān)的討論。
原 書 前 言
在過去很多年，電網(wǎng)經(jīng)歷了轉(zhuǎn)型式的改變，其動因來自于減少碳排放、配置更多能提高狀態(tài)感知程度的監(jiān)測設(shè)備、賦予用戶更多的選擇和參與能力等需求，轉(zhuǎn)型直接的結(jié)果是電網(wǎng)越來越復(fù)雜。隨著系統(tǒng)內(nèi)置越來越多的智能設(shè)備和功能，為電網(wǎng)以前所未有的新方式運(yùn)行提供了契機(jī)，但這些設(shè)備和功能也可能帶來更多的問題，從而導(dǎo)致故障波及范圍更廣。
電網(wǎng)是一個隨時(shí)間不斷發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，所涉及的決策在大多數(shù)情況下都是不可逆轉(zhuǎn)的，例如建設(shè)一條輸電線或一個風(fēng)、光電場，這些都是無法輕易撤銷或改變的決策，所以對新設(shè)施的功能及其對整個系統(tǒng)的影響進(jìn)行仿真計(jì)算一直都是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行工作的一部分，因此成熟的分析和仿真工具也一直都是這些工作流程的一部分；為了適應(yīng)新時(shí)勢，這些工具還會隨時(shí)間不斷發(fā)生改變。
對電網(wǎng)可靠性分析而言也是如此�？煽啃缘牧炕u估使得我們能夠在成本、碳排放量和其他因素之間進(jìn)行合理權(quán)衡，做出理性的決策。隨著我們擁有的計(jì)算能力越來越強(qiáng)大，電力系統(tǒng)可靠性評估方法也在隨著時(shí)間不斷演進(jìn)、完善。
本書源自我們的研究生和本科生（主要來自得克薩斯A&M大學(xué)、密歇根州立大學(xué)和新加坡國立大學(xué)）授課資料，這些資料通過長期教學(xué)不斷完善，我們也在針對工業(yè)界和其他學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的短期課程教學(xué)中使用過這些資料。我們在內(nèi)容選擇和呈現(xiàn)方式上都基于這樣一個理念，即堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識背景對于理解、正確使用可靠性分析算法并對其進(jìn)行改進(jìn)至關(guān)重要。隨著電力系統(tǒng)越來越復(fù)雜，其基本特征由于可再生能源的接入而發(fā)生質(zhì)的變化，這一理念尤為重要。為了適應(yīng)新態(tài)勢的發(fā)展需求，在計(jì)算方法上需要進(jìn)行更多的創(chuàng)新。
本書內(nèi)容分為兩部分，共14章。第1部分為理論基礎(chǔ)，包括綜述概率論、隨機(jī)過程以及一個基于頻率理解隨機(jī)過程的方法，這些概念都通過電力系統(tǒng)的相關(guān)案例進(jìn)行了闡釋；其次，介紹了通用的解析法和蒙特卡洛法；第1部分可作為普適的可靠性課程教學(xué)資料。第2部分介紹了在電網(wǎng)可靠性分析方面已開發(fā)的算法，包括發(fā)電充裕度法和多節(jié)點(diǎn)分析法，后者涵蓋了多區(qū)域以及綜合電力系統(tǒng)的可靠性評估；最后兩章分別展示如何在能源規(guī)劃中使用這些方法以及與具有間歇性特點(diǎn)的可再生能源接入相關(guān)的討論。
Chanan Singh
Panida Jirutitijaroen
Joydeep Mitra
致謝
諸多人士以各種方式為本書做出了貢獻(xiàn)，我們對他們表示萬分感謝。
本書的部分內(nèi)容是通過很多學(xué)生參加我們的課程、提供反饋意見、參與研究形成的，因?yàn)闊o法對他們一個個表示感謝，我們只能對這一群體的貢獻(xiàn)表示感謝。感謝同仁、其他現(xiàn)場研究人員和從業(yè)人員，我們通過和他們交流以及跟蹤他們的研究成果受益良多，他們使我們的專業(yè)知識更加豐富完善。
最后也是最重要的，我們要感謝家人，感謝他們在我們寫書期間所給予的鼓勵、支持和耐心，感謝我們的妻子Gurdeep、Wasu和 Padmini，感謝我們的孩子Khenu Singh、Praow Jirutitijaroen、Ranadeep Mitra、Rukmini Mitra和Rajdeep Mitra，感謝我們的孫子Kiran Parvan Singh和Saorise Vela Singh。
Chanan Singh
Panida Jirutitijaroen
Joydeep Mitra
【美】沙南.辛格（Chanan Singh）等
目錄
譯者序
原書前言
致謝
第1部分系統(tǒng)可靠性的概念和方法
第1章可靠性概述
1.1引言
1.2可靠性的量化
1.3考慮可靠性的基本決策方法
1.3.1可靠性作為約束之一
1.3.2可靠性作為總優(yōu)化成本之一
1.3.3多目標(biāo)優(yōu)化和帕累托最優(yōu)
1.4本書的目標(biāo)和范圍
1.5本書的組織結(jié)構(gòu)
第2章概率論綜述
2.1引言
2.2狀態(tài)空間和事件
2.3概率量和相關(guān)定理
2.4隨機(jī)變量
2.4.1概率密度函數(shù)
2.4.2概率分布函數(shù)
2.4.3殘存函數(shù)
2.4.4風(fēng)險(xiǎn)率函數(shù)
2.5聯(lián)合分布的隨機(jī)變量
2.6期望、方差、協(xié)方差和相關(guān)系數(shù)
2.7矩母函數(shù)
2.8隨機(jī)變量函數(shù)
2.8.1服從伯努利分布的隨機(jī)變量
2.8.2服從二項(xiàng)分布的隨機(jī)變量
2.8.3服從泊松分布的隨機(jī)變量
2.8.4服從均勻分布的隨機(jī)變量
2.8.5服從指數(shù)分布的隨機(jī)變量
2.8.6服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量
2.8.7服從對數(shù)正態(tài)分布的隨機(jī)變量
2.8.8服從伽馬分布的隨機(jī)變量
2.8.9服從威布爾分布的隨機(jī)變量
練習(xí)
第3章隨機(jī)過程綜述
3.1引言
3.2離散馬爾可夫過程
3.2.1轉(zhuǎn)移概率矩陣
3.2.2第n個時(shí)間步長的概率分布
3.2.3馬爾可夫過程性質(zhì)和分類
3.2.4過程的均衡分布
3.2.5平均首達(dá)時(shí)間
3.3連續(xù)馬爾可夫過程
3.3.1轉(zhuǎn)移率矩陣
3.3.2t時(shí)刻的概率分布
3.3.3過程的均衡分布
3.3.4平均首達(dá)時(shí)間練習(xí)
第4章基于頻率的隨機(jī)過程分析方法
4.1引言
4.2轉(zhuǎn)移率
4.3頻率
4.3.1兩個不相交集合之間的頻率
4.3.2集合頻率
4.3.3不相交事件并集的頻率
4.4頻率平衡
4.4.1一個狀態(tài)的頻率平衡
4.4.2一個集合的頻率平衡
4.4.3離散容量系統(tǒng)的特例結(jié)果
4.4.4強(qiáng)制頻率平衡
4.5等效轉(zhuǎn)移率
4.6一致性
4.7條件頻率
4.8時(shí)變頻率
4.9概率頻率轉(zhuǎn)換規(guī)則
練習(xí)
第5章可靠性分析中的解析方法
5.1引言
5.2狀態(tài)空間法
5.2.1系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
5.2.2轉(zhuǎn)移率矩陣
5.2.3狀態(tài)概率計(jì)算
5.2.4可靠性指標(biāo)計(jì)算
5.2.5狀態(tài)空間法中的順序建模方法
5.3網(wǎng)絡(luò)化簡法
5.3.1可靠性框圖
5.3.2串聯(lián)結(jié)構(gòu)
5.3.3并聯(lián)結(jié)構(gòu)
5.3.4網(wǎng)絡(luò)化簡法步驟
5.4條件概率法
5.5割集法和路集法
5.5.1割集法
5.5.2路集法
5.5.3割集法和路集法比較
練習(xí)
第6章蒙特卡洛模擬
6.1引言
6.2隨機(jī)數(shù)生成方法
6.3蒙特卡洛模擬法分類
6.3.1隨機(jī)采樣
6.3.2序貫采樣
6.4采樣中的近似估計(jì)和收斂性
6.4.1隨機(jī)采樣
6.4.2序貫采樣
6.5方差縮減技術(shù)
6.5.1重點(diǎn)采樣
6.5.2控制變量采樣
6.5.3對偶變量采樣
6.5.4拉丁超立方體采樣
練習(xí)
第2部分電力系統(tǒng)可靠性建模和分析方法
第7章電力系統(tǒng)可靠性概論
7.1引言
7.2電力系統(tǒng)可靠性分析范圍
7.3電力系統(tǒng)可靠性指標(biāo)
7.4電力系統(tǒng)可靠性評估的考慮因素
第8章基于離散卷積的發(fā)電充裕度評估方法
8.1引言
8.2發(fā)電模型
8.2.1機(jī)組添加算法
8.2.2對發(fā)電狀態(tài)進(jìn)行“舍入”
8.3負(fù)荷模型
8.4發(fā)電備用模型
8.5確定可靠性指標(biāo)
8.6結(jié)論
練習(xí)
第9章多節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng)的可靠性分析
9.1引言
9.2多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的范圍和建模
9.3系統(tǒng)建模
9.3.1元件容量狀態(tài)
9.3.2節(jié)點(diǎn)發(fā)電
9.3.3節(jié)點(diǎn)負(fù)荷
9.3.4輸電線模型和聯(lián)絡(luò)線模型
9.3.5變壓器和母線
9.3.6斷路器
9.3.7共模故障
9.3.8狀態(tài)空間
9.4潮流模型和運(yùn)行策略
9.4.1網(wǎng)絡(luò)流模型
9.4.2直流（DC）潮流模型
9.4.3交流（AC）潮流模型
9.4.4固定功率交換
9.4.5緊急援助
9.4.6補(bǔ)救措施模型
第10章多區(qū)域電力系統(tǒng)的可靠性評估
10.1引言
10.2多區(qū)域電力系統(tǒng)分析方法概述
10.2.1預(yù)想事件枚舉法/排序法
10.2.2等效輔助法
10.2.3隨機(jī)/概率潮流法
10.2.4狀態(tài)空間分解法
10.2.5蒙特卡洛模擬法
10.2.6混合法
10.3狀態(tài)空間分解法
10.3.1狀態(tài)空間分解
10.3.2同步分解法
10.3.3指標(biāo)計(jì)算
10.3.4有關(guān)狀態(tài)空間分解的小結(jié)
10.4結(jié)論
練習(xí)
第11章綜合電力系統(tǒng)的可靠性評估
11.1引言
11.2解析法
11.2.1發(fā)電機(jī)停電事故性能指標(biāo)
11.2.2電壓偏差的性能指標(biāo)
11.2.3預(yù)想事件篩選
11.3蒙特卡洛模擬法
11.4序貫?zāi)M法
11.4.1指標(biāo)評估
11.4.2終止判據(jù)
11.5非序貫?zāi)M法
11.5.1算法
11.5.2指標(biāo)評估
11.6狀態(tài)測試
11.7加速收斂
11.8狀態(tài)空間修剪：概念與方法
11.8.1修剪與模擬的概念
11.8.2對非一致性的處理
11.9智能搜索方法
11.9.1遺傳算法
11.9.2粒子群優(yōu)化
11.9.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
11.10結(jié)論
第12章考慮電力系統(tǒng)可靠性的能源規(guī)劃
12.1引言
12.2問題描述
12.3樣本平均近似（SAA）
12.4計(jì)算結(jié)果分析
12.4.1最優(yōu)發(fā)電規(guī)劃問題
12.4.2考慮新增機(jī)組的可用性
12.4.3考慮系統(tǒng)級可靠性約束的發(fā)電擴(kuò)展問題對比分析
12.5結(jié)論及討論
第13章可變能源建模
13.1引言
13.2可變能源特征
13.2.1一個可變能源集群內(nèi)的相關(guān)性
13.2.2與其他隨機(jī)因素的相關(guān)性
13.3可變能源建模方法
13.3.1方法Ⅰ：容量修正法
13.3.2方法Ⅱ：聚類法
13.3.3方法Ⅲ:引入平均停電容量表
13.4在綜合系統(tǒng)層面集成可再生能源
13.4.1考慮可再生資源的序貫蒙特卡洛法
13.4.2考慮可再生資源的非序貫蒙特卡洛法
第14章總結(jié)思考
參考文獻(xiàn)
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