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第1章 绪论 1

1.1 我国能源环境问题的严峻挑战 1

1.2 信息物理融合系统概述 3

1.3 信息物理融合能源系统概述 5

1.4 本章小结 8

参考文献 8

第2章 信息物理融合能源系统的典型结构 11

2.1 智能电网 11

2.1.1 智能电网的特点 11

2.1.2 智能电网的结构 12

2.1.3 智能电网的技术特征 12

2.2 企业能源系统 14

2.3 楼宇能源系统 17

2.3.1 楼宇能源系统的结构 17

2.3.2 楼宇能源系统的节能优化问题及挑战 19

2.4 本章小结 21

参考文献 21

第3章 信息物理融合能源系统的信息感知 23

3.1 信息物理融合能源系统信息感知框架 23

3.2 气象环境信息感知 26

3.2.1 气象环境信息感知与获取 26

3.2.2 数值天气预报 27

3.3 能源信息感知 28

3.3.1 能源管理系统 28

3.3.2 高级测量体系 28

3.3.3 楼宇能耗及相关信息感知 32

3.4 本章小结 37

参考文献 37

第4章 不确定可再生新能源的预测与随机特性 39

4.0 本章符号列表 39

4.1 风电并网对电网调度运行的影响 41

4.2 风力气象信息与风电感知 42

4.2.1 风力气象信息感知 43

4.2.2 风电感知 45

4.3 基于气象模型与感知的风电概率预测 48

4.3.1 风电功率预测方法介绍 48

4.3.2 基于气象模型和风电感知的风电场群功率概率预测 49

4.3.3 数值算例 54

4.4 风电场群总体发电随机特性分析 56

4.4.1 风电场群发电功率实时相关性分析与应用 56

4.4.2 数值算例 59

4.5 本章小结 62

参考文献 62

第5章 包含可再生新能源的电力系统发电优化调度 66

5.0 本章符号列表 66

5.1 电力系统调度简介 68

5.2 电力系统的确定性调度模型 69

5.3 电力系统的确定性优化调度方法 70

5.3.1 拉格朗日松弛法 71

5.3.2 通用混合整数规划方法 73

5.4 含可再生新能源的随机优化调度模型与方法 77

5.4.1 含可再生能源的可行近似期望优化调度模型 78

5.4.2 机组开关机状态可行的充要条件 79

5.4.3 基于列合并方法的可行近似期望模型求解 81

5.5 本章小结 82

参考文献 82

第6章 企业能源系统的运行优化 85

6.0 本章符号列表 85

6.1 企业能源管理系统与制造执行系统概述 87

6.1.1 企业能源管理系统 87

6.1.2 企业制造执行系统 88

6.2 企业多能源系统 88

6.2.1 高耗能企业多能源系统 88

6.2.2 企业多能源系统运行优化的研究 89

6.2.3 企业网络化能源系统结构 90

6.2.4 企业多能源供求特性 91

6.2.5 多能源系统调度问题分析与简化 93

6.3 企业多能源系统优化调度 94

6.3.1 多能源联合优化调度模型 94

6.3.2 多目标网络化多能源联合调度 98

6.4 企业多能源系统算例分析 100

6.4.1 算例参数数据设定 100

6.4.2 确定性多能源短期调度模型算例分析 102

6.5 本章小结 104

参考文献 104

第7章 楼宇能源系统的人员信息感知与估计 106

7.0 本章符号列表 106

7.1 与楼宇能耗相关的人员分布信息获取 107

7.2 楼宇驻在人员的估计 108

7.3 基于进出事件特征估计的人员分布信息协同感知 108

7.3.1 问题模型 108

7.3.2 基于离开时间间隔的累积误差估计方法 111

7.3.3 人员总数守恒约束下的误差推送方法 112

7.3.4 算法设计 114

7.3.5 算例测试 116

7.4 基于异质信息融合的人员分布信息协同感知 120

7.4.1 问题模型 120

7.4.2 信息融合方法 122

7.4.3 算例测试 125

7.4.4 融合优势证明与相关性对融合估计精度的影响 131

7.5 本章小结 135

参考文献 135

第8章 楼宇能源系统的控制与优化 138

8.0 本章符号列表 138

8.1 楼宇能源系统节能优化关联模型 140

8.1.1 终端负荷及能耗 140

8.1.2 能源供给端 143

8.2 楼宇能源需求终端的节能优化 144

8.2.1 系统终端设备模型 144

8.2.2 联合优化问题的求解方法 153

8.2.3 算例测试 160

8.3 楼宇能源供应系统的节能优化 169

8.3.1 能源供给端的机理模型 170

8.3.2 针对所建立模型的两种求解方式 173

8.3.3 数值算例 176

8.4 本章小结 187

参考文献 187

第9章 能源系统的需求控制与优化 189

9.0 本章符号列表 189

9.1 能源电力系统需求响应概述 191

9.1.1 基于价格的需求响应 192

9.1.2 基于激励的需求响应 192

9.2 柔性与移动能源需求的模型与特性 193

9.3 柔性（电动汽车）能源需求控制与优化 196

9.3.1 充电控制策略分类 196

9.3.2 “最低费用-最小波动”优化模型 197

9.3.3 实验算例 199

9.4 企业多能源系统的需求响应 203

9.4.1 问题简介 203

9.4.2 日常调度中的用电成本 206

9.4.3 负荷模型 207

9.4.4 煤气柜柜位控制 208

9.4.5 煤气调度和自发电调度的耦合关系 210

9.4.6 优化问题目标函数 210

9.4.7 模型求解 210

9.5 楼宇多能源系统的需求响应 213

9.5.1 系统模型 213

9.5.2 求解方法 219

9.5.3 数值测试 222

9.6 本章小结 226

参考文献 227

第10章 信息物理融合能源系统的网络重构 231

10.0 本章符号列表 231

10.1 网络化系统拓扑鲁棒性与重构概述 232

10.2 混合网络拓扑重构模型 233

10.2.1 重构资源配置问题 234

10.2.2 拓扑重构策略问题 234

10.3 混合网络拓扑重构的优化方法 235

10.3.1 最优配置问题解的属性 237

10.3.2 拓扑重构资源最优配置算法 241

10.3.3 拓扑重构策略的优化 245

10.4 拓扑重构算法的数值实验 246

10.4.1 可重构资源优化配置的实验 246

10.4.2 拓扑重构策略实验 248

10.5 本章小结 250

参考文献 250

第11章 信息物理融合能源系统的综合安全 253

11.0 本章符号列表 253

11.1 信息物理融合能源系统综合安全概述 254

11.1.1 智能电网的网络信息安全问题 254

11.1.2 智能电网信息安全监控 257

11.2 故障连锁传播与电网崩溃 260

11.2.1 故障连锁传播问题 260

11.2.2 故障连锁传播问题研究面临的挑战 261

11.2.3 故障连锁传播问题的研究方法概述 262

11.2.4 研究方法举例：预备知识（分支过程） 263

11.2.5 利用分支过程和实际数据估计故障连锁传播范围 263

11.3 电网解列问题的系统化方法 265

11.3.1 电网解列问题的形式描述 265

11.3.2 电网解列问题的NP难性 267

11.3.3 预备知识：布尔表达式及其OBDD 268

11.3.4 电网解列面搜索问题的约束条件 270

11.3.5 基于验证的电网解列面搜索算法 271

11.4 基于信息物理融合的网络信息安全监控 272

11.4.1 电力系统状态估计与不良数据注入攻击 272

11.4.2 异常流量索引的智能电网信息-物理关联安全监控 278

11.5 信息物理融合系统的数据安全 285

11.5.1 电力系统数据安全技术 285

11.5.2 基于数据包重传的智能电网动态密钥生成方法 287

11.6 基于信息-物理关联的综合能源系统安全面临的挑战 292

11.7 本章小结 293

参考文献 294

索引 297