第1章 绪论 1
1.1 输电系统规划概述 1
1.1.1 输电规划的基本任务 1
1.1.2 传统规划准则 3
1.2 输电系统概率规划的必要性 5
1.3 本书架构 6
第2章 概率规划的基本概念 9
2.1 引言 9
2.2 概率规划准则 9
2.2.1 概率费用准则 9
2.2.2 指定的可靠性指标判据 10
2.2.3 相对比较 10
2.2.4 可靠性增量指标 11
2.3 概率规划步骤 11
2.3.1 概率可靠性评估 12
2.3.2 概率经济性分析 13
2.4 概率规划的其他方面 13
2.5 结论 14
第3章 负荷建模 15
3.1 引言 15
3.2 负荷预测 15
3.2.1 多元线性回归 16
3.2.2 非线性回归 19
3.2.3 概率时间序列 21
3.2.4 神经网络预测 26
3.3 负荷聚类 28
3.3.1 多级负荷模型 29
3.3.2 负荷曲线聚类 30
3.4 节点负荷的不确定性和相关性 33
3.5 节点负荷的电压特性和频率特性 35
3.5.1 稳态分析的节点负荷模型 35
3.5.2 动态分析的节点负荷模型 36
3.6 结论 37
第4章 系统分析方法 38
4.1 引言 38
4.2 潮流 38
4.2.1 牛顿－拉夫逊法 39
4.2.2 快速解耦法 39
4.2.3 直流潮流法 40
4.3 概率潮流 41
4.3.1 点估计法 42
4.3.2 蒙特卡罗法 43
4.4 最优潮流 45
4.4.1 最优潮流模型 45
4.4.2 内点法 47
4.5 概率搜索优化算法 51
4.5.1 遗传算法 51
4.5.2 粒子群优化算法 55
4.6 预想故障分析与排序 57
4.6.1 预想故障分析方法 57
4.6.2 预想故障排序方法 60
4.7 电压稳定性评估 61
4.7.1 连续潮流方法 61
4.7.2 降阶雅可比矩阵分析 63
4.8 暂态稳定性分析 64
4.8.1 暂态稳定方程 65
4.8.2 联立求解方法 65
4.8.3 交替求解方法 66
4.9 结论 67
第5章 概率可靠性评估 68
5.1 引言 68
5.2 可靠性指标 68
5.2.1 充裕性指标 69
5.2.2 可靠性价值指标 70
5.2.3 安全性指标 71
5.3 可靠性价值评估 72
5.3.1 单位停电损失费用估计方法 72
5.3.2 用户损失函数 72
5.3.3 可靠性价值评估的应用 74
5.4 变电站充裕性评估 74
5.4.1 元件停运模式 75
5.4.2 状态枚举法 76
5.4.3 标记母线集合法 77
5.4.4 变电站充裕性评估步骤 78
5.5 组合系统充裕性评估 80
5.5.1 概率负荷模型 80
5.5.2 元件停运模型 81
5.5.3 系统停运状态选择 82
5.5.4 系统分析 83
5.5.5 最小切负荷模型 84
5.5.6 组合系统充裕性评估步骤 85
5.6 电压稳定概率评估 86
5.6.1 潮流无解的优化辨识模型 86
5.6.2 电压失稳辨识方法 88
5.6.3 系统预想故障状态确定 90
5.6.4 平均电压失稳风险评估 91
5.7 暂态稳定概率评估 92
5.7.1 故障前系统状态选择 92
5.7.2 故障概率模型 92
5.7.3 故障事件选择 94
5.7.4 暂态稳定仿真 95
5.7.5 平均暂态失稳风险评估 95
5.8 结论 97
第6章 经济分析方法 98
6.1 引言 98
6.2 项目费用构成 98
6.2.1 投资费用 98
6.2.2 运行费用 99
6.2.3 不可靠性费用 99
6.3 资金的时间价值和现值法 100
6.3.1 折现率 100
6.3.2 现值与将来值之间的转换 100
6.3.3 资金流及其现值 101
6.3.4 等年值资金流计算公式 102
6.4 折旧 104
6.4.1 折旧概念 104
6.4.2 直线法 105
6.4.3 加速法 106
6.4.4 年金法 107
6.4.5 折旧算例 108
6.5 投资项目的经济评估 108
6.5.1 总成本法 109
6.5.2 效益／成本分析 110
6.5.3 内部收益率法 111
6.5.4 资金流年限数 112
6.6 设备更新的经济评估 113
6.6.1 设备更新延迟分析 113
6.6.2 经济寿命估计 114
6.7 经济评估中的不确定性分析 115
6.7.1 灵敏度分析 115
6.7.2 概率分析 115
6.8 结论 117
第7章 输电系统概率规划数据 118
7.1 引言 118
7.2 电力系统分析数据 118
7.2.1 设备参数 118
7.2.2 设备额定值 124
7.2.3 系统运行限制 127
7.2.4 节点负荷同时系数 128
7.3 概率规划的可靠性数据 129
7.3.1 可靠性数据的基本概念 129
7.3.2 设备停运指标 130
7.3.3 输电系统供电点指标 137
7.4 其他数据 141
7.4.1 电源数据 141
7.4.2 联网数据 141
7.4.3 经济分析数据 142
7.5 结论 142
第8章 处理数据不确定性的模糊方法 144
8.1 引言 144
8.2 系统元件停运模糊模型 145
8.2.1 基本模糊模型 145
8.2.2 气候相关模糊模型 148
8.3 负荷的模糊和概率混合模型 151
8.3.1 峰荷的模糊模型 151
8.3.2 负荷曲线的概率模型 151
8.4 概率和模糊相结合的方法 153
8.4.1 按区域划分的天气状态概率模型 153
8.4.2 混合可靠性评估方法 154
8.5 算例1：不考虑气候影响的算例 156
8.5.1 算例描述 156
8.5.2 可靠性指标的隶属函数 156
8.6 算例2：考虑气候影响的算例 161
8.6.1 算例描述 161
8.6.2 可靠性指标的隶属函数 162
8.6.3 模糊模型和传统模型的对比 168
8.7 结论 169
第9章 网架加强规划 171
9.1 引言 171
9.2 骨干网架的概率规划 171
9.2.1 问题描述 171
9.2.2 两种方案的经济性对比 172
9.2.3 可靠性评估方法 173
9.2.4 两种方案的可靠性对比 174
9.2.5 现有高压直流输电子系统的影响 176
9.2.6 小结 179
9.3 输电环网的概率规划 179
9.3.1 问题描述 179
9.3.2 规划方案 179
9.3.3 规划方法 180
9.3.4 算例结果 183
9.3.5 小结 188
9.4 结论 188
第10章 网络元件的退役规划 190
10.1 引言 190
10.2 老化交流电缆的退役时间 191
10.2.1 问题描述 191
10.2.2 退役规划方法 192
10.2.3 在老化交流电缆退役决策中的应用 195
10.2.4 小结 198
10.3 高压直流电缆的更换策略 199
10.3.1 问题描述 199
10.3.2 更换策略中的方法 200
10.3.3 在破损高压直流电缆更换决策中的应用 202
10.3.4 小结 207
10.4 结论 208
第11章 变电站规划 209
11.1 引言 209
11.2 变电站电气主接线结构的概率规划 210
11.2.1 问题描述 210
11.2.2 规划方法 211
11.2.3 两种电气主接线方式的对比 215
11.2.4 小结 218
11.3 变压器备用规划 219
11.3.1 问题描述 219
11.3.2 备用概率规划方法 219
11.3.3 实际算例 222
11.3.4 小结 226
11.4 结论 226
第12章 单回路送电系统规划 228
12.1 引言 228
12.2 单回路送电系统的可靠性性能 229
12.2.1 输电系统供电点可靠性指标 229
12.2.2 不同元件对可靠性指标的贡献 230
12.3 单回路送电系统的规划方法 232
12.3.1 基本和加权可靠性指标 232
12.3.2 单位可靠性增量价值方法 236
12.3.3 效益／成本比率方法 238
12.3.4 单回路送电系统规划步骤 239
12.4 在实际电力公司单回路送电系统规划中的应用 241
12.4.1 基于加权可靠性指标的备选清单 241
12.4.2 系统加强的经济合理性分析 244
12.4.3 单回路系统加强的优先性排序 246
12.5 结论 249
附录A 概率论与数理统计基础 250
A.1 概率运算规则 250
A.1.1 交集 250
A.1.2 并集 250
A.1.3 条件概率 250
A.2 四个重要概率分布 251
A.2.1 二项分布 251
A.2.2 指数分布 251
A.2.3 正态分布 251
A.2.4 韦布尔分布 252
A.3 概率分布量度 253
A.3.1 数学期望 253
A.3.2 方差和标准差 253
A.3.3 协方差和相关系数 253
A.4 参数估计 254
A.4.1 最大似然估计 254
A.4.2 样本的均值、方差和协方差 254
A.4.3 区间估计 255
A.5 蒙特卡罗模拟 255
A.5.1 基本概念 255
A.5.2 随机数发生器 256
A.5.3 逆变换方法 257
A.5.4 三个重要随机变量 257
附录B 模糊数学基础 259
B.1 模糊集合 259
B.1.1 模糊集合的定义 259
B.1.2 模糊集合的运算 259
B.2 模糊数 260
B.2.1 模糊数的定义 260
B.2.2 模糊数的代数运算法则 260
B.2.3 模糊数的函数运算 261
B.3 工程应用中的两种典型模糊数 262
B.3.1 三角模糊数 262
B.3.2 梯形模糊数 263
B.4 模糊关系 263
B.4.1 基本概念 263
B.4.2 模糊矩阵运算 264
附录C 可靠性评估基础 266
C.1 基本概念 266
C.1.1 可靠性函数 266
C.1.2 可修复元件可靠性模型 266
C.2 非模糊可靠性评估 267
C.2.1 串并联网络 267
C.2.2 最小割集 269
C.2.3 马尔可夫方程 269
C.3 模糊可靠性评估 271
C.3.1 基于模糊数的串并联网络 271
C.3.2 基于模糊数的最小割集方法 272
C.3.3 模糊马尔可夫模型 273
参考文献 275
索引 284