●“智能電網技術與裝備叢書”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 配電網及同步相量測量技術發展現狀 1
1.2 配電網狀態估計研究現狀 2
1.3 配電網運行狀態評估研究現狀 5
參考文獻 7
第一篇 配電網量測環境分析與測量裝置優化配置問題
第2章 配電網混合量測環境特性分析 11
2.1 考慮同步相量量測的配電網量測環境分析 11
2.1.1 同步相量量測數據特點 11
2.1.2 配電網量測環境特性 11
2.2 同步相量測量裝置功能及在配電網中的應用 12
2.2.1 同步相量測量裝置研究現狀 12
2.2.2 同步相量測量技術在配電網狀態估計中的應用 12
2.3 基於數據差異的混合量測數據融合 14
2.4 配電網狀態估計的可觀測性 15
2.5 本章小結 17
參考文獻 17
第3章 配電網同步相量測量裝置優化配置 19
3.1 考慮節點電壓越限特性的配電網同步相量測量裝置優化配置 19
3.1.1 配電網節點電壓越限概率評估 19
3.1.2 考慮節點電壓越限特性的配電網同步相量測量裝置多階段很優配置 21
3.2 計及狀態估計精度的配電網同步相量測量裝置優化配置 22
3.2.1 計及狀態估計精度的配電網同步相量測量裝置優化配置模型 22
3.2.2 蝙蝠算法 23
3.2.3 差分進化算法 25
3.3 配電網同步相量測量裝置多目標優化配置 27
3.3.1 多目標優化原理與Pareto很優解 28
3.3.2 配電網同步相量測量裝置多目標很優配置模型 28
3.3.3 多目標二進制蝙蝠算法 29
3.3.4 多目標二進制差分進化算法 30
3.4 算例分析 33
3.4.1 算例繫統 33
3.4.2 考慮電壓越限特性的測量裝置配置 34
3.4.3 計及狀態估計精度的測量裝置配置 36
3.4.4 基於多目標優化的多目標優化測量裝置配置 37
3.5 本章小結 40
參考文獻 40
第4章 配電網狀態估計的靈敏度分析 42
4.1 靈敏度分析計算方法 42
4.1.1 局部靈敏度分析 42
4.1.2 全局靈敏度分析 43
4.1.3 基於MCS的全局靈敏度指標計算方法 44
4.1.4 基於SPCE的全局靈敏度指標計算方法 45
4.2 配電網狀態估計的全局靈敏度分析及應用 48
4.2.1 配電網狀態估計的不確定性因素 48
4.2.2 基於SPCE的配電網狀態估計GSA 49
4.3 算例分析 51
4.3.1 算例繫統 51
4.3.2 基於SPCE的GSA 53
4.3.3 繫統運行狀態變化對全局靈敏度指標的影響 57
4.3.4 基於GSA的測量裝置配置方案 59
4.4 本章小結 60
參考文獻 61
第二篇 混合量測環境下配電網狀態估計方法
第5章 配電網靜態狀態估計 65
5.1 含同步相量量測的配電網三階段狀態估計建模 65
5.1.1 配電網三階段狀態估計模型 65
5.1.2 含同步相量量測的三階段狀態估計模型 67
5.1.3 交直流混合配電網三階段狀態估計模型 68
5.2 基於三階段模型的配電網靜態狀態估計方法 73
5.2.1 基於拉格朗日松弛法的靜態狀態估計 75
5.2.2 基於交替方向乘子法的靜態狀態估計 77
5.2.3 交直流混合配電網分布式狀態估計方法 79
5.3 算例分析 83
5.3.1 配電網狀態估計 83
5.3.2 交直流混合配電網狀態估計 84
5.4 本章小結 87
參考文獻 88
第6章 配電網動態狀態估計與加速策略 89
6.1 動態狀態估計介紹 89
6.2 動態狀態估計模型 89
6.2.1 狀態空間模型 90
6.2.2 配電網潮流計算方法 92
6.2.3 快速動態狀態估計架構 93
6.3 動態狀態估計計算的異構並行 94
6.3.1 異構並行技術概述 94
6.3.2 稀疏存儲技術 95
6.3.3 CUDA並行編程模型 96
6.4 異構並行加速方法 98
6.5 算例分析 99
6.6 本章小結 103
參考文獻 103
第7章 數據驅動的配電網狀態估計方法 105
7.1 離線學習和在線狀態估計的總體框架 105
7.2 基於改進生成對抗網絡的數據生成方法 106
7.2.1 生成對抗網絡基本原理 107
7.2.2 基於DCGAN的注入功率樣本生成 109
7.3 基於深度神經網絡的配電網狀態估計方法 110
7.3.1 神經網絡基本原理 110
7.3.2 DNN-MMSE狀態估計器 114
7.3.3 DNN離線訓練 115
7.4 算例分析 116
7.4.1 算例數據 116
7.4.2 基於DCGAN的注入功率樣本生成結果 117
7.4.3 基於深度學習的配電網狀態估計結果 121
7.5 本章小結 125
參考文獻 126
第三篇 配電網運行狀態評估方法
第8章 配電網運行狀態不確定性度量 129
8.1 配電網潮流計算模型 129
8.1.1 DG控制方式及建模 129
8.1.2 常規配電網的潮流計算 133
8.1.3 孤島微電網的潮流計算 134
8.2 配電網概率潮流計算 136
8.2.1 可再生能源及負荷概率模型 137
8.2.2 考慮源荷不確定性的配電網概率潮流計算 139
8.3 算例分析 140
8.3.1 孤島微電網潮流計算 140
8.3.2 孤島微電網概率潮流計算 145
8.3.3 孤島微電網潮流的全局靈敏度分析 154
8.4 本章小結 159
參考文獻 160
第9章 配電網結構脆弱性及供電能力評估 161
9.1 考慮變結構特性的配電網安全供電能力分析 161
9.1.1 配電網事故後果嚴重程度評估 162
9.1.2 配電繫統網架結構強弱評估 164
9.1.3 配電繫統供電能力評估 164
9.2 計及孤島支撐能力的配電網自愈能力分析 165
9.3 算例分析 167
9.3.1 配電網供電能力分析 167
9.3.2 配電網自愈能力分析 169
9.4 本章小結 173
參考文獻 173
第10章 基於同步相量測量的孤島檢測方法 174
10.1 基於深度學習與高階多分辨率奇異譜熵的孤島檢測方法 174
10.1.1 高階奇異譜分析 174
10.1.2 SAE算法 177
10.1.3 有監督的微調過程 178
10.1.4 Softmax分類器 178
10.2 光伏並網與孤島仿真繫統 180
10.2.1 仿真環境及參數設定 180
10.2.2 控制策略 180
10.3 算例分析 182
10.3.1 仿真波形分析 182
10.3.2 MSHOSSE計算結果分析 185
10.3.3 孤島檢測結果分析 186
10.3.4 檢測盲區分析 188
10.3.5 基於深度學習孤島檢測方法的可解釋性分析 188
10.4 本章小結 190
參考文獻 191

本書介紹同步相量測量技術在配電網中的應用，重點論述配電網狀態估計與運行狀態評估方法。全書分為三篇：第一篇介紹配電網量測環境分析與測量裝置優化配置問題；第二篇闡述混合量測環境下配電網狀態估計方法，包括傳統的靜態狀態估計與動態狀態估計，以及基於人工智能技術的狀態估計；第三篇闡述配電網運行狀態評估方法，涉及配電網的結構脆弱性分析、運行狀態不確定性分析以及孤島檢測等方面。本書力求闡明配電網運行狀態估計的本質和規律，簡明、清晰地介紹各種分析方法，突出新的理論和技術在配電網運行狀態估計問題中的應用。