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能源互联网是综合运用先进的电力技术、信息技术和管理技术，将传统能源、分布式新能源以及各种负载组合而成的新型网络。智能电网处于能源互联网核心位置，是能源互联网的基础支撑平台和资源配置中心。本书根据智能电网的特征，以电网安全稳定与控制为核心，围绕智能电网的研究背景、相量测量单元优化配置、关键线路辨识、暂态安全稳定预测、自愈稳定控制、失步解列技术、新能源消纳、电网深度调峰、联络线功率波动抑制以及相关配电网运行技术等问题进行研究和探讨。

目  录
1.0  问题的提出	1
1.1  国内外研究现状	3
1.2  智能电网的核心是自愈	7
参考文献	8
第2章  电网N-1条件下不失去可观测性的PMU优化配置方法	11
2.0  引言	11
2.1  WAMS可观测性分析	12
2.1.1  可观测性分析的定义	12
2.1.2  PMU配置规则	13
2.2  脆弱性线路辨识	14
2.2.1  脆弱性简介	14
2.2.2  全局性指标	14
2.2.3  局部变化量指标	15
2.2.4  综合脆弱度指标	16
2.3  PMU的优化配置研究	16
2.3.1  线路故障导致的系统可观测性缺失问题	16
2.3.2  考虑N-1情况的PMU优化配置方法	17
2.4  算例仿真	18
2.5  结论	21
参考文献	21
第3章  基于最优风险指标的智能电网连锁故障和薄弱线路辨识	24
3.0  引言	24
3.1  OPA模型的不足之处及改进方法	26
3.1.1  OPA模型简介	26
3.1.2  OPA模型的不足之处	26
3.1.3  引入风险理论的必要性和本章的主要工作	27
3.2  改进的OPA模型	27
3.2.1  线路风险值计算	27
3.2.2  外层循环	28
3.2.3  内层循环	30
3.2.4  最优风险指标的确定	30
3.2.5  系统薄弱环节确定	31
3.2.6  总流程图	31
3.3  仿真结果及分析	32
3.3.1  仿真模型与原模型比较	32
3.3.2  风险评估时间间隔与扩容延迟天数对仿真结果的影响	34
3.3.3  最优扩容风险指标确定	35
3.3.4  线路风险值在不同参数下的排序—薄弱线路的确定	37
3.4  结论	38
参考文献	38
第4章  计及不确定性的大电网暂态稳定评估	41
4.0  引言	41
4.1  考虑不确定性样本的生成	42
4.2  朴素贝叶斯分类器的构造	45
4.2.1  朴素贝叶斯分类器的简单介绍	45
4.2.2  离散变量的预处理	45
4.2.3  在电力系统中的应用	46
4.2.4  朴素贝叶斯分类器的假设条件	47
4.3  考虑不确定性的暂态稳定预测	48
4.4  算例	49
4.4.1  生成样本	49
4.4.2  评价标准	52
4.4.3  考虑不确定性的贝叶斯分类	52
4.5  结论	53
参考文献	54
第5章  基于PMU的暂态稳定自愈控制	57
5.0  引言	57
5.1  基本思想	58
5.2  数学模型	59
5.2.1  不稳定机组功角差模式库生成模型	59
5.2.2  功角拟合方法	60
5.2.3  暂态稳定自愈控制策略	60
5.3  算例	61
5.3.1  获取样本	61
5.3.2  模式提取	62
5.3.3  发电机功角轨迹预测	62
5.3.4  基于PMU的暂态稳定的自愈控制	63
5.4  结论	64
参考文献	64
第6章  基于多代理技术的分布式电网自愈控制策略	66
6.0  引言	66
6.1  多代理系统	67
6.1.1  多代理系统简介	67
6.1.2  状态机（state machine）	68
6.1.3  参数格式	68
6.2  分布式电网自愈控制的模型	69
6.2.1  自愈控制模型	69
6.2.2  故障检测	70
6.2.3  故障隔离	71
6.2.4  故障恢复	72
6.2.5  算法分析	72
6.3  算例	73
6.4  结论	74
参考文献	75
第7章  广域测量系统下失步解列断面捕捉的理论研究	77
7.0  引言	77
7.1  理论推导	78
7.2  过程分析	80
7.3  算法实现	81
7.4  一些补充	82
7.4.1  辅助判据	82
7.4.2  关于Vset的取值	83
7.5  算例	83
7.5.1  3机9节点系统	83
7.5.2  新英格兰系统	84
7.6  结论	86
参考文献	86

第8章  利用合理弃风提高大规模风电消纳能力的理论研究	88
8.0  引言	88
8.1  风电功率和负荷功率	89
8.1.1  风电功率和负荷功率分布情况	89
8.1.2  风电功率与负荷功率分布场景枚举	90
8.2  合理弃风	91
8.3  算例分析	93
8.4  结论	95
参考文献	96
第9章  利用需求响应提高大电网的风电消纳能力	98
9.0  引言	98
9.1  负荷需求响应	99
9.2  理论分析	100
9.3  多目标优化问题的求解	103
9.4  算例	104
9.5  结论	107
参考文献	108
第10章  计及大容量燃煤机组深度调峰和可中断负荷的风电场优化
         调度模型	109
10.0  引言	109
10.1  风电厂优化调度的手段	110
10.1.1  深度调峰	110
10.2.2  可中断负荷	111
10.2  优化模型	112
10.2.1  优化目标	112
10.2.2  约束条件	113
10.3  模型求解	113
10.4  算例	115
10.5  总结	118
参考文献	118
第11章  基于非线性方法抑制特高压联络线功率波动的控制策略仿	120
11.0  引言	120
11.1  现有AGC控制策略及其不足	121
11.2  网调机组与省调机组的协调	122
11.3  仿真算例及分析	125
11.4  结论	127
参考文献	128
第12章  计及风力发电的配电网电压稳定性评估框架研究	129
12.0  引言	129
12.1  指标的选取	130
12.2  电压稳定性	131
12.2.1  风电场并网时的稳定性评估	131
12.2.2  风电场离网时的稳定性评估	132
12.2.3  风电场间歇输出时的稳定性评估	132
12.3  配电网架构安全性	133
12.4  用户设备工作可靠性	134
12.5  配电网综合评估指标	134
12.6  算例分析	136
12.7  结论	138
参考文献	138
第13章  利用内点法优化三相不平衡分布式电网的理论算法研究	140
13.0  引沿	140
13.1  OPENDSS简介	141
13.2  内点法简介	142
13.3  利用内点法实现三相不平衡分布式电网的潮流优化模型	143
13.4  仿真分析	144
13.4.1  参数描述	144
13.4.2  控制策略	145
13.4.3  优化结果	146
参考文献	148
第14章  总结与展望	184

序  言 
    电气化是现代社会发展水平的重要标志，电力作为基础能源与现代社会息息相关。电网是维系电力供需的纽带，是国民经济健康发展和国民生活维持正常秩序的重要保障，电网安全亦关系国家安全。我国电力建设蓬勃发展，逐步形成了以特高压为骨干网架和大规模间歇式电源接入的大区域电网互联。大区域互联电网具有空间上广域、数学上超大规模、商业运行电压等级最高等特点，实现了资源的优化配置，在带来重大经济效益的同时，也带来了巨大风险。最新研究指出，电力系统大停电在统计上呈现一种自组织临界的特性，其分布满足幂律分布，这表明即使对强壮系统，仍然存在发生大停电的风险和可能性。大电网的安全稳定运行已成为我国乃至全世界电力工业的难题和关注焦点，加强电网安全防御和提高供电可靠性，降低电力系统运行风险，成为了一个亟需解决的重大问题。
    智能电网是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。智能电网是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网，与传统电网相比，智能电网将进一步整合系统中各种实时生产和运营信息，拓展对电网全景信息获取能力，具有坚强、可靠、通畅的实体电网架构和信息交互平台，从而实现电网自适应调整及自愈控制。本书根据作者近年来的研究成果，编写了这本与智能电网安全稳定技术密切相关的著作，共有14章。第1章介绍本书的研究背景；第2章介绍一种相量测量单元（PMU）的优化配置方法；第3章介绍电网关键线路辨识方法；第4章介绍以PMU为基础的暂态稳定控制预测方法；第5章以发电机功角为对象的暂态稳定自愈控制方法；第6章介绍配电网的自愈控制方法；第7章介绍大电网失步解列断面捕捉方法；第8章至第9章针对我国大面积弃风现象，提出了提高风电消纳能力的分析方法；第10章进一步结合我国弃风弃光问题，提出了深度调峰模型；第11章提出了特高压联络线的功率波动抑制方法；第12章至第13章配电网运行的电压稳定及三相不平衡优化方法；第14章为总结与展望。
    本书依托于国家自然科学基金项目（51377072）的支持，借鉴国内外在电网自愈控制方面现有的理论成果，并结合作者在智能电网安全分析评价领域的大量工作积累，针对智能电网安全稳定预测及自愈调控等方面进行阐述。尽管相关工作已取得了一定的研究成果，但这些研究成果还相当初浅，希望得到国内国际同行批评指正，以期有机会改进。

                                                      暨南大学电气信息学院
                                                            刘新东

输配电、电网、智能电网

浙江大学博士毕业后，2009年至暨南大学工作，2012年评为副教授。

大电网的安全稳定运行已成为我国乃至全世界电力工业的难题和关注焦点，加强电网安全防御和提高供电可靠性，降低电力系统运行风险，成为了一个亟需解决的重大问题。__eol__

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智能电网稳定预测与自愈调控理论方法