新能源電力系統(tǒng)隨機(jī)過程分析與控制

目錄
《智能電網(wǎng)研究與應(yīng)用叢書》序
前言
第一章 緒論 1
第一節(jié) 背景及問題 2
一、新能源電力系統(tǒng)的運(yùn)行控制相關(guān)問題 2
二、基于隨機(jī)變量的分析方法 2
三、基于隨機(jī)過程的方法的基本動(dòng)機(jī) 4
第二節(jié) 頻域方法 5
一、新能源隨機(jī)性的頻域建模 5
二、新能源隨機(jī)性和電力系統(tǒng)狀態(tài)變量的關(guān)系 6
三、基于功率譜的控制性能分析方法 6
第三節(jié) 時(shí)域方法 8
一、新能源隨機(jī)性的伊藤過程模型 8
二、時(shí)域分析方法 9
三、在新能源電力系統(tǒng)隨機(jī)控制問題中的應(yīng)用 11
上篇 基于頻域的新能源電力系統(tǒng)隨機(jī)過程分析方法
第二章 基于“時(shí)頻”變換方法的風(fēng)電功率隨機(jī)波動(dòng)性模型 15
第一節(jié) 平穩(wěn)隨機(jī)過程的基本概念 15
一、平穩(wěn)隨機(jī)過程的時(shí)域特性 15
二、平穩(wěn)隨機(jī)過程的頻域特性 17
三、平穩(wěn)隨機(jī)過程時(shí)域描述與頻域描述的等效性 18
四、平穩(wěn)隨機(jī)過程“時(shí)頻”變換方法的離散實(shí)現(xiàn)算法 19
第二節(jié) 基于頻域的風(fēng)電場(chǎng)等效風(fēng)速隨機(jī)波動(dòng)性模型 24
一、風(fēng)機(jī)輪轂高度處的風(fēng)速隨機(jī)波動(dòng)性模型 24
二、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸處的等效風(fēng)速波動(dòng)性模型 26
三、考慮風(fēng)電機(jī)組排列地理分散性的風(fēng)速相關(guān)性矩陣 28
四、風(fēng)電場(chǎng)等效風(fēng)速的聯(lián)合PSD矩陣 29
第三節(jié) 風(fēng)電功率波動(dòng)的時(shí)域計(jì)算方法 30
一、風(fēng)速波動(dòng)由頻域向時(shí)域的反變換算法 30
二、風(fēng)電機(jī)組分布式接入時(shí)的風(fēng)電功率波動(dòng)簡(jiǎn)化計(jì)算方法 32
三、風(fēng)電機(jī)組集中式接入時(shí)的風(fēng)電功率波動(dòng)計(jì)算方法 35
第四節(jié) 風(fēng)電波動(dòng)性模型的校驗(yàn)及應(yīng)用 37
一、所研究風(fēng)電場(chǎng)的相關(guān)特性 37
二、頻域中的模型驗(yàn)證結(jié)果 39
三、時(shí)域中的模型驗(yàn)證結(jié)果 41
第三章 考慮風(fēng)電波動(dòng)性的電力系統(tǒng)頻率偏差“時(shí)頻”變換分析方法 46
第一節(jié) 風(fēng)電功率波動(dòng)性對(duì)電力系統(tǒng)頻率偏差的影響 46
一、分析理論和算法 46
二、風(fēng)電功率波動(dòng)的PSD計(jì)算 48
三、電力系統(tǒng)頻率偏差的PSD計(jì)算 48
四、電力系統(tǒng)頻率偏差的時(shí)域反變換 49
第二節(jié) 仿真算例及分析方法驗(yàn)證 50
一、算例設(shè)置 51
二、風(fēng)電功率波動(dòng)的PSD計(jì)算 51
三、電力系統(tǒng)頻率偏差的PSD計(jì)算 52
四、電力系統(tǒng)頻率偏差的時(shí)域反變換 53
五、考慮風(fēng)電功率波動(dòng)性的電力系統(tǒng)頻率偏差風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 54
六、基于Power Factory的仿真驗(yàn)證 56
第三節(jié) 不同控制方法對(duì)電力系統(tǒng)頻率偏差的影響 57
一、不同類型調(diào)速器對(duì)電力系統(tǒng)頻率偏差的影響 57
二、AGC對(duì)電力系統(tǒng)頻率偏差的影響 59
三、風(fēng)電機(jī)組恒比例功率減載控制器對(duì)電力系統(tǒng)頻率偏差的影響 60
第四節(jié) 說明與討論 62
第四章 新能源電力系統(tǒng)AGC性能的頻域分析方法 64
第一節(jié) 新能源電力系統(tǒng)的AGC模型 64
一、基本模型 64
二、向量形式的統(tǒng)一模型 67
三、約束和評(píng)估指標(biāo) 69
第二節(jié) 基于功率譜的新能源電力系統(tǒng)頻域分析方法 72
一、CPSD的計(jì)算方法 72
二、新能源電力系統(tǒng)的功率譜特性描述 73
三、新能源電力系統(tǒng)平穩(wěn)特性的統(tǒng)一頻域評(píng)估方法 74
第三節(jié) 算例分析 78
一、算例1：微網(wǎng)算例 78
二、算例2：IEEE118節(jié)點(diǎn)算例 82
第四節(jié) 說明與討論 85
下篇 基于時(shí)域的新能源電力系統(tǒng)隨機(jī)過程分析與控制方法
第五章 新能源功率隨機(jī)性的時(shí)域伊藤過程模型 89
第一節(jié) 新能源功率隨機(jī)性的時(shí)域建模方法概述 89
一、描述隨機(jī)性的相關(guān)變量 89
二、文獻(xiàn)中的常用方法 90
三、建模目標(biāo)和難點(diǎn)小結(jié) 93
第二節(jié) 伊藤過程的基本概念 94
一、維納過程和伊藤積分 94
二、伊藤過程的定義和性質(zhì) 95
三、伊藤過程的離散化模擬 96
第三節(jié) 伊藤過程的構(gòu)造：基于模型的方法 97
一、滿足給定概率分布的伊藤過程構(gòu)造算法 98
二、考慮空間相關(guān)性的伊藤過程構(gòu)造算法 99
三、考慮時(shí)間相關(guān)性的伊藤過程構(gòu)造算法 102
四、考慮概率分布、時(shí)間相關(guān)性和空間相關(guān)性的伊藤過程構(gòu)造算法 105
五、算例分析 106
第四節(jié) 伊藤過程的參數(shù)估計(jì)：基于數(shù)據(jù)的方法 110
一、極大似然方法 110
二、算例分析 112
第五節(jié) 說明與討論 116
第六章 新能源電力系統(tǒng)控制性能的伊藤時(shí)域分析方法 118
第一節(jié) 新能源電力系統(tǒng)的典型控制問題和模型 118
一、AGC問題 118
二、配電網(wǎng)的調(diào)峰問題 119
三、輸電網(wǎng)的調(diào)峰問題 122
四、統(tǒng)一形式的隨機(jī)控制模型 124
第二節(jié) 基于隨機(jī)評(píng)估函數(shù)的時(shí)域分析模型 126
一、SAF的概念 126
二、約束和目標(biāo)函數(shù)的SAF表示 127
三、新能源電力系統(tǒng)的時(shí)域分析模型 128
第三節(jié) 伊藤時(shí)域分析的級(jí)數(shù)逼近方法 128
一、SAF的偏微分方程描述 129
二、隨機(jī)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的確定性系統(tǒng) 131
三、SAF的級(jí)數(shù)逼近方法及其證明 132
四、基于級(jí)數(shù)逼近的SAF快速求解方法 135
五、針對(duì)非線性問題的修正方法 137
第四節(jié) 算例分析 139
一、算例1：解釋性算例 139
二、算例2：AGC問題 141
三、算例3：配電網(wǎng)調(diào)峰問題 145
四、算例4：輸電網(wǎng)調(diào)峰問題 147
第五節(jié) 說明與討論 150
第七章 新能源電力系統(tǒng)隨機(jī)控制的伊藤時(shí)域方法 152
第一節(jié) 新能源電力系統(tǒng)的隨機(jī)控制模型 152
一、控制律及其參數(shù)化 152
二、隨機(jī)控制模型的構(gòu)造 153
第二節(jié) 隨機(jī)控制問題的級(jí)數(shù)展開求解方法 155
一、含有參數(shù)化控制律的級(jí)數(shù)逼近方法 155
二、基于級(jí)數(shù)展開的凸優(yōu)化模型及其復(fù)雜度 156
第三節(jié) 隨機(jī)控制問題的矩優(yōu)化求解方法 160
一、SAF的矩描述 161
二、標(biāo)準(zhǔn)差項(xiàng)的求解 161
三、矩優(yōu)化模型及其復(fù)雜度 164
四、一些非線性或非凸環(huán)節(jié)的處理 165
第四節(jié) 算例分析 169
一、算例1：AGC問題 169
二、算例2：配電網(wǎng)調(diào)峰問題 173
三、算例3：輸電網(wǎng)調(diào)峰問題 176
第五節(jié) 說明與討論 178
參考文獻(xiàn) 179
附錄A 調(diào)速控制器模型及參數(shù) 188
附錄B 伊藤過程部分?jǐn)?shù)學(xué)定理 190
第一節(jié) 伊藤換元公式 190
第二節(jié) 伊藤過程的概率分布 191
第三節(jié) 隨機(jī)微分方程與偏微分方程的關(guān)系 191
第四節(jié) Cauchy-Kovalevskaya定理 193
附錄C 本書部分定理的數(shù)學(xué)推導(dǎo) 194
第一節(jié)　表6.2乘積形式指標(biāo)的SAF表示 194
第二節(jié) 級(jí)數(shù)逼近定理的收斂性證明 195
第三節(jié) 含有非線性環(huán)節(jié)時(shí)的級(jí)數(shù)逼近定理 195
第四節(jié) 式(7.40)的證明 197