电力系统高级预测技术和发电优化调度PDF电子书下载

第1章 发电系统概述 1

1.1 引言 1

1.2 发电技术 2

1.2.1 发电是电力系统的心脏和大脑 2

1.2.2 火力发电 3

1.2.3 水力发电 5

1.2.4 风力发电 7

1.2.5 其他不可调度发电 9

1.2.6 储能技术 11

1.3 电力系统发电运行 12

1.3.1 发电控制 12

1.3.2 调度计划 13

1.3.3 备用要求 14

1.3.4 机组优化组合 15

1.3.5 经济调度 16

1.3.6 水火电协调 17

1.3.7 不可调度发电的调度计划 17

1.3.8 市场条件下的调度计划 17

1.4 未来发电的挑战 20

参考文献 20

第2章 不确定性和发电调度风险 23

2.1 引言 23

2.2 发电自调度计划 24

2.2.1 试验系统模型 25

2.3 风险测度 27

2.3.1 风险值 27

2.3.2 条件风险值 29

2.4 数据的不确定性 29

2.4.1 VaR的数据不确定性 30

2.4.2 CVaR的数据不确定性 30

2.5 VaR表述 31

2.5.1 基于VaR的名义稳健调度计划 31

2.5.2 基于VaR的最差工况稳健调度计划 32

2.5.3 基于VaR的稳健调度计划案例 32

2.6 CVaR表述 34

2.6.1 基于CVaR的名义稳健调度计划 34

2.6.2 基于CVaR的最差工况稳健调度计划 35

2.6.3 基于CVaR的稳健调度计划案例 37

2.7 小结 39

附录A 2.1 39

附录A 2.2 40

参考文献 42

第3章 短期负荷预测 44

3.1 引言 44

3.2 数据预处理 45

3.2.1 标准化和差分 45

3.2.2 小波滤波 46

3.3 输入预选 49

3.4 ANN输入精选 50

3.4.1 正则化方法 51

3.4.2 MLP贝叶斯训练 51

3.4.3 贝叶斯训练的输入选择 53

3.4.4 结果示例 53

3.5 贝叶斯训练的MLP结构确认 54

3.6 预测间隔估计 55

3.6.1 再采样法 56

3.6.2 结果示例 57

3.7 小结 58

致谢 58

附录A3.1 59

参考文献 61

第4章 短期电价预测 63

4.1 引言 63

4.2 电价预测方法概述 64

4.2.1 电价预测方法分类 64

4.2.2 基于人工智能的电价预测方法的结构和组成 65

4.3 电价预测输入数据准备 66

4.3.1 备选输入集合的形成 66

4.3.2 单段特征选择技术 70

4.3.3 两段特征选择技术 77

4.4 电价预测引擎 85

4.4.1 非混合电价预测引擎 85

4.4.2 混合电价预测引擎 89

4.5 可调参数的微调 95

4.5.1 交叉验证技术 96

4.5.2 搜索过程 99

4.6 电价尖峰预测 102

4.6.1 什么是电价尖峰？ 102

4.6.2 电价尖峰事件预测 103

4.6.3 电价尖峰值的预测 105

4.7 小结 106

参考文献 106

第5章 短期风电功率预测 110

5.1 引言 110

5.1.1 时间尺度 110

5.1.2 风电功率预测方法 111

5.1.3 典型结果 112

5.2 时间序列模型 117

5.3 风电功率预测的气象模型 119

5.4 短期功率预测模型 121

5.5 不确定性、爬坡与变化性 126

5.5.1 概率预测 126

5.5.2 爬坡预测 130

5.5.3 变化性预测 130

5.6 根据风电功率预测进行决策和它的价值 131

5.7 小结 133

致谢 133

参考文献 134

第6章 独立发电公司基于价格的调度计划 144

6.1 引言 144

6.2 点价格建模 146

6.2.1 电价的不确定性 146

6.2.2 电价的统计分布 148

6.3 发电特性 154

6.3.1 传统发电成本特性 155

6.3.2 可再生能源发电特性 156

6.4 基于价格（利润）的机组优化组合 159

6.4.1 PBUC问题表述 159

6.4.2 求解方法 160

6.4.3 在PBUC下基于价格的自组合 164

6.5 Gencos基于价格的调度计划 171

6.5.1 随机自调度技术 171

6.5.2 基于发电机成本特性和市场价格动态的调度计划 177

6.5.3 短期发电调度计划中对价格不确定性的管理 183

6.6 小结 191

附录A6.1 系统数据及结果 192

参考文献 196

第7章 不确定性下的水电生产商优化自调度 198

7.1 引言 198

7.1.1 水电机组组合问题 198

7.1.2 日前市场中的竞价策略 199

7.1.3 水电系统中的变化水头问题 200

7.2 水电运行优化模型开发 201

7.2.1 简介 201

7.2.2 水电出力函数 202

7.2.3 水电机组技术效率与净水头和耗水量的关系 203

7.2.4 水力发电系统的约束 206

7.2.5 风险度量：VaR和CVaR 209

7.2.6 目标函数：利润最大化和基于CVaR的利润最大化 209

7.2.7 解决水电运行调度计划问题的策略 210

7.3 案例研究：西班牙杜罗河某梯级水库的水电运行调度 211

7.4 小结 215

参考文献 216

第8章 水火电生产商的自调度计划 220

8.1 引言 220

8.2 水火电生产商自调度确定性问题的目标 221

8.2.1 价格接受者生产商目标 221

8.2.2 价格决定者生产商目标 222

8.3 水火电生产商自调度确定性问题的MILP表述 225

8.3.1 火电机组的运行阶段 225

8.3.2 火电机组约束 226

8.3.3 火电机组发电总成本 230

8.3.4 水电机组约束 233

8.3.5 系统约束 239

8.3.6 水火电生产商也是零售商的情况 240

8.3.7 建模摘要 241

8.4 不确定性建模 242

8.4.1 随机规划基础知识 242

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 243

8.5 数值应用 248

8.5.1 确定性问题应用 248

8.5.2 随机问题应用 257

8.6 小结 264

8.7 符号表 265

8.7.1 集 265

8.7.2 函数 266

8.7.3 参数 266

8.7.4 变量 268

附录A8.1 时际约束建模 269

参考文献 270

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 274

9.1 引言 274

9.2 输入数据建模 275

9.2.1 负荷时间序列 275

9.2.2 风电功率时间序列 275

9.2.3 风电功率预测 282

9.3 常规机组建模 283

9.3.1 火电机组建模 283

9.3.2 水电和储能机组 285

9.4 UC-ED问题表述 286

9.5 求解方法：最优启发法和时间尺度 287

9.5.1 年尺度：确定机组可用率 288

9.5.2 周和小时内尺度：确定性调度 288

9.5.3 多区域表示和国际市场收盘时间 290

9.6 含12GW风电的荷兰案例研究 292

9.6.1 系统变化详述和讨论 292

9.6.2 假设和仿真设置 294

9.6.3 仿真结果 294

9.7 小结 301

参考文献 302

第10章 多联产系统的运行优化 305

10.1 引言 305

10.2 MG组份及结构 307

10.2.1 MG组份和运行特性 307

10.2.2 MG设备结构 311

10.3 MG优化的目标函数 314

10.3.1 运行优化问题表述 314

10.3.2 单目标和性能指标 317

10.3.3 多目标表述 323

10.4 约束 323

10.4.1 运行优化问题中约束的性质 323

10.4.2 等式约束 324

10.4.3 不等式约束 324

10.5 求解技术 328

10.5.1 技术分类 328

10.5.2 单目标优化 328

10.5.3 多目标优化 329

10.6 应用案例 330

10.6.1 三联产系统的需求和配置 330

10.6.2 单时段的能源成本和能源效率优化 331

10.6.3 典型日的能源成本和能源效率优化 333

10.6.4 多目标优化 334

10.7 小结 340

词汇表 341

缩略词 341

符号 342

参考文献 343