●目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.1.1 電力繫統的發展歷史 1
1.1.2 現代電力繫統的特點與發展趨勢 3
1.1.3 電力繫統輸電能力 6
1.2 電力繫統輸電能力研究的歷史、現狀與方法評述 8
1.2.1 基於概率的求解方法 8
1.2.2 確定性的求解方法 11
參考文獻 19
第2章 電力繫統輸電能力的基本概念 24
2.1 引言 24
2.2 輸電能力的基本概念 24
2.3 電力市場下可用輸電能力的基本概念 27
2.3.1 可用輸電能力的定義 27
2.3.2 可用輸電能力的計算原則 28
2.4 輸電能力裕度 29
2.4.1 輸電可靠性裕度TRM 30
2.4.2 容量效益裕度CBM 34
2.5 可用輸電能力的商業化成分 35
2.5.1 規劃和預約的輸電服務 35
2.5.2 輸電服務的優先級 36
2.6 ATC的在線應用框架 37
2.7 發布ATC信息的OASIS 38
參考文獻 39
第3章 數學理論基礎 40
3.1 引言 40
3.2 非線性動力繫統 40
3.2.1 非線性動力繫統穩定性的基本概念 40
3.2.2 非線性動力繫統運動穩定性 42
3.2.3 非線性動力繫統結構穩定性 44
3.3 概率論和數理統計 48
3.3.1 概率論基礎 48
3.3.2 數理統計基礎 51
3.3.3 隨機過程 54
3.4 連續型方法 57
3.4.1 PC連續型方法的起源 58
3.4.2 隱式定義曲線 59
3.4.3 PC連續型方法的基本思想 62
3.4.4 鞍點處病態的消除 63
3.5 很優化技術 65
3.5.1 很優化問題的分類及很優化方法的結構 65
3.5.2 Newton方法及其改進 68
3.5.3 懲罰函數法 71
3.5.4 二次規劃 80
3.5.5 內點法 85
參考文獻 90
第4章 基於鞍點分叉的故障排序方法 92
4.1 引言 92
4.2 基於模態分析的故障排序方法 93
4.2.1 模態分析的基本原理 93
4.2.2 方法的描述 95
4.2.3 基於模態分析的故障排序算法框圖 97
4.2.4 算例分析 98
4.3 基於ΔL/ΔPij靈敏度的故障排序方法 100
4.3.1 方法的提出 100
4.3.2 基於ΔL/ΔPij靈敏度的故障排序算法框圖 102
4.3.3 算例分析 103
4.4 基於鞍點分叉的故障排序新策略 103
4.5 其他的幾種故障排序方法 104
4.5.1 行為指標法 104
4.5.2 二次曲線擬合法 105
4.5.3 潮流多解法 106
4.5.4 測試函數法 107
參考文獻 108
第5章 基於直流潮流的輸電能力快速計算方法 110
5.1 引言 110
5.2 基於網絡響應法的可用功率交換能力計算 110
5.2.1 功率傳輸分布因子和線路開斷分布因子的定義 111
5.2.2 功率傳輸分布因子和線路開斷分布因子的數學推導 111
5.2.3 基於分布因子的ATC計算 117
5.2.4 算例分析 119
參考文獻 122
第6章 基於連續型方法求解輸電能力的模型與算法 123
6.1 引言 123
6.2 連續型潮流計算方法 124
6.2.1 負荷及發電機功率變化時潮流方程的描述 124
6.2.2 連續型潮流方程的求解方法 125
6.2.3 連續型潮流計算方法的有效性驗證 130
6.3 基於連續型方法的繫統區域間優選交換功率的模型與算法 132
6.3.1 描述輸電能力數學模型的建立 132
6.3.2 輸電能力的分析與計算方法 134
6.3.3 實際繫統算例 137
6.4 小結 140
參考文獻 141
第7章 基於優化方法求解輸電能力的模型與算法 142
7.1 引言 142
7.2 很優潮流 143
7.2.1 很優潮流的發展 143
7.2.2 很優潮流的數學模型 144
7.2.3 基於很優潮流求解輸電能力的數學模型 144
7.3 基於經典優化算法的輸電能力求解 149
7.3.1 牛頓類方法 149
7.3.2 梯度類方法 156
7.3.3 內點法 171
7.3.4 逐步二次規劃法 175
7.3.5 Benders分解算法 182
7.4 基於現代優化算法的輸電能力求解 187
7.4.1 遺傳算法 188
7.4.2 粒子群算法求解輸電能力 192
7.4.3 人工魚群算法 201
7.4.4 蟻群算法及混合連續蟻群(hybrid continuous ant colony optimization， HCACO)算法 211
參考文獻 225
第8章 基於暫態穩定約束的互聯電網輸電能力求解 228
8.1 引言 228
8.2 時域仿真法計算暫態穩定約束下輸電能力 230
8.2.1 約束轉換法處理暫態穩定約束 230
8.2.2 OTS在函數空間的優化模型 230
8.2.3 約束轉換技術 232
8.2.4 模型的求解方法 233
8.2.5 算例和結果分析 237
8.3 基於連續型方法的暫態穩定約束下輸電能力計算 239
8.3.1 輸電能力計算模型 239
8.3.2 考慮暫態穩定約束的連續潮流算法 242
8.3.3 算例分析 243
參考文獻 247
第9章 概率框架下的輸電能力求解方法 248
9.1 引言 248
9.2 基於隨機規劃法的可用輸電能力計算 250
9.2.1 ATC計算隨機模型 251
9.2.2 模型的求解方法 253
9.2.3 算例分析 255
9.3 基於故障枚舉法的可用輸電能力計算 256
9.3.1 負荷水平的選擇 257
9.3.2 單點ATC的計算模型 257
9.3.3 對單點ATC的概率統計計算 258
9.3.4 模型中涉及的概率統計的相關概念 258
9.3.5 概率統計在模型中的應用 259
9.3.6 算例分析 260
9.4 結合馬爾可夫鏈和枚舉法的可用輸電能力計算 263
9.4.1 馬爾可夫過程 263
9.4.2 馬爾可夫鏈 264
9.4.3 電力繫統狀態預測 265
9.4.4 計算模型及其計算步驟 268
9.4.5 算例分析 269
9.5 基於蒙特卡羅模擬法的可用輸電能力計算 273
9.5.1 ATC概率評估指標的定義 275
9.5.2 ATC計算中的各種不確定因素及其概率模型 276
9.5.3 負荷、發電機出力波動及考慮線路故障的Monte Carlo仿真方法 285
9.5.4 算例分析 287
參考文獻 293
第10章 計及經濟性約束的可用輸電能力計算 295
10.1 引言 295
10.2 計及發電報價的可用輸電能力計算 296
10.2.1 發電機組的有功報價 296
10.2.2 考慮發電報價的可用輸電能力計算模型 297
10.2.3 算例分析 299
10.3 計及發電機報價和負荷消費意願的可用輸電能力計算 302
10.3.1 考慮發電機報價和負荷消費意願的ATC計算模型 302
10.3.2 考慮經濟性約束的ATC計算模型 304
10.3.3 基於主從遞階決策的求解算法 305
10.3.4 算例分析 306
10.4 結合輸電經濟性和概率因素的可用輸電能力計算 308
10.4.1 輸電能力的計算模型及求解過程 308
10.4.2 問題的進一步探討 310
10.4.3 算例分析 311
10.5 基於風險分析和經濟性的概率可用輸電能力計算 313
10.5.1 非時序Monte Carlo模擬 314
10.5.2 隨機狀態樣本的拓撲結構分析 314
10.5.3 可行狀態下的優化模型與求解 314
10.5.4 基於風險分析的很優ATC決策 315
10.5.5 算例分析 316
參考文獻 318
第11章 計及各種FACTS裝置的可用輸電能力計算 320
11.1 引言 320
11.2 FACTS裝置的幾種常見潮流計算模型 321
11.2.1 電源型模型 322
11.2.2 功率注入型模型 323
11.2.3 阻抗型模型 323
11.2.4 變壓器型模型 324
11.3 含FACTS裝置的電力繫統潮流計算方法 324
11.3.1 交替迭代法 325
11.3.2 聯立求解法 325
11.4 含FACTS裝置的各類約束方程及優化模型分析 326
11.4.1 含FACTS裝置的約束方程分析 326
11.4.2 含FACTS裝置的很優潮流模型分析 330
11.4.3 含FACTS裝置的ATC計算優化模型 331
11.5 含SVC和ULTC的可用輸電能力計算 332
11.5.1 SVC和ULTC的工作原理與數學模型 332
11.5.2 計及無功的發電機模型 335
11.5.3 算例分析 336
11.6 含UPFC、GUPFC和IPFC的可用輸電能力計算 345
11.6.1 UPFC、GUPFC和IPFC的工作原理與數學模型 345
11.6.2 計及UPFC、GUPFC和IPFC的ATC計算模型 351
11.6.3 算例分析 352
11.7 含TCSC和TCPS的可用輸電能力計算 358
11.7.1 TCSC和TCPS的工作原理與數學模型 358
11.7.2 計及TCSC和TCPS的ATC計算模型 362
11.7.3 算例分析 363
參考文獻 366
第12章 交直流混合輸電繫統的可用輸電能力的計算 368
12.1 引言 368
12.2 直流繫統的穩態數學模型 369
12.2.1 直流換流站的數學模型 369
12.2.2 直流繫統的網絡特性 371
12.2.3 直流繫統的換流站控制方程組 372
12.3 交直流混合繫統的基態潮流算法 373
12.3.1 交直流混合繫統間的功率傳遞 373
12.3.2 交直流混合繫統的標麼制 374
12.3.3 聯合求解法 375
12.3.4 交替求解法 376
12.4 交直流混合繫統輸電能力的優化模型 378
12.4.1 很優潮流模型 378
12.4.2 經典優化算法的運用 380
12.4.3 算例分析 384
12.5 輕型交直流混合繫統的輸電能力計算 387
12.5.1 VSC-HVDC繫統數學模型 387
12.5.2 含VSC-HVDC的混合繫統輸電能力求解模型 389
12.5.3 算例分析 391
本章小結 394
參考文獻 394
第13章 計及大規模

本書繫統地介紹了電力繫統輸電能力的一些基本理論與方法。全書共13章，主要內容包括：章為緒論，對電力繫統輸電能力研究的歷史、現狀與方法作了詳細闡述；第2章介紹了輸電能力的基本概念；第3章介紹本書內容所涉及的主要數學基礎知識，包括非線性動力繫統、概率論與數理統計、連續性方法和很優化技術；作為計算繫統區域間很大輸電能力的前提，第4章介紹了故障集選取和排序方法；第5章介紹了基於直流潮流的輸電能力快速計算方法；第6章介紹了基於連續型方法求解輸電能力的模型與算法；第7章介紹了基於優化方法的輸電能力的求解模型與算法；第8章介紹了暫態穩定約束下的可用輸電能力求解；第9章介紹了概率框架下的輸電能力求解方法；0章介紹了計及經濟性約束的可用輸電能力計算；1章探討了計及各種控制裝置的可用輸電能力計算。2章討論了交直流混合輸電繫統輸電能力的建模與計算方法，分別對含傳統直流輸電的交直流混合繫統輸電能力模型、含柔性直流等

    章 緒論
    1.1 引言
    1.1.1 電力繫統的發展歷史
    1831年，法拉第發現了電磁感應定律，在此基礎上，很快出現了早期的交流發電機、直流發電機和直流電動機。這些發現和發明為電力工業的發展奠定了基礎。自此，經過半個世紀的曲折發展，伴隨著大批天纔發明家的不斷探索，電力工業終於迎來了新的發展契機。1882年，美國人愛迪生建成了世界上靠前座正規的電廠——紐約珍珠街電廠(6臺直流發電機)。1885年，美國人威斯汀豪斯制成具有現代實用性能的電力變壓器，為三相交流及大容量、遠距離交流輸電奠定了基礎[1]。
    1889年，英國倫敦出現了很早的交流等