本书共23章。第1～第4章介绍静态电压稳定分析的基本方法、静态电压稳定极限点识别和计算的混合算法及含二次电压控制的静态电压稳定分析方法。第5～第18章介绍非线性最优控制问题的求解方法，电压稳定全过程精确仿真和准稳态仿真方法，非线性最优控制的直接动态优化法和间接动态优化法、模型预测控制方法、分布式模型预测控制方法及多目标强化学习方法应用于求解长期电压稳定控制问题。第19～第23章介绍暂态电压稳定控制方法，包括基于轨迹灵敏度法的暂态电压稳定预防控制、基于模型预测控制的暂态电压稳定紧急控制方法、多目标混合整数最优控制应用于求解暂态电压紧急控制问题及三级电压控制体系下暂态电压稳定仿真及紧急控制方法。本书对所提出的各种算法均从模型建立、算法实现等方面进行了详细推导；在算例分析中，不仅采用了国际通用的标准试验系统作为算例，且采用了真实省级电网的实际运行数据作为算例。
样章试读
目录
- 目录
前言
缩略词表
第1章 静态电压稳定分析的基本方法1
1.1静态电压稳定分岔点的特征和判定条件1
1.1.1鞍结分岔点的特征和判定条件2
1.1.2极限诱导分岔点的特征和判定条件2
1.2连续潮流法3
1.2.1基本原理3
1.2.2修正方程式5
1.2.3修正方程式的预解6
1.2.4扩展状态变量修正值的计算8
1.2.5连续参数的选择8
1.2.6静态电压稳定极限点的确定9
1.3最优潮流法10
1.4崩溃点法12
1.5连续潮流法和最优潮流法的比较分析15
1.5.1连续潮流模型15
1.5.2最优潮流模型16
1.5.3两者的等价性条件16
1.5.4算例分析17
1.6小结22
参考文献23
第2章 静态电压稳定极限点识别和计算的混合算法24
2.1混合算法的基本原理24
2.1.1初步确定极限点性质24
2.1.2精确识别和计算极限点26
2.2混合算法的关键技术26
2.2.1对平衡发电机功率限制的处理方法26
2.2.2对崩溃点法的改进28
2.3算例分析29
2.3.1IEEE30节点系统30
2.3.2IEEE118节点系统33
2.3.3IEEE300节点系统36
2.3.4538节点实际系统38
2.4小结40
参考文献40
第3章 含二次电压控制的PV曲线计算42
3.1三级电压控制架构及模型42
3.2含二次电压控制的潮流计算44
3.3含二次电压控制的连续潮流计算45
3.3.1计算模型45
3.3.2连续参数的选择46
3.3.3控制发电机无功越限的处理46
3.3.4控制发电机电压越限的处理47
3.3.5节点优化编号和分块矩阵的应用47
3.4算例分析47
3.4.1新英格兰39节点系统47
3.4.2某实际省级电网53
3.5小结57
参考文献57
第4章 含二次电压控制静态电压稳定裕度计算的最优潮流法58
4.1控制分区中含单个先导节点的静态电压稳定裕度计算58
4.1.1不接入控制发电机无功越限的处理59
4.1.2控制发电机无功越限的处理59
4.1.3计算模型60
4.1.4基于稀疏技术的非线性原-对偶内点法61
4.1.5算例分析63
4.2控制分区中含多个先导节点的静态电压稳定裕度计算71
4.2.1控制发电机无功出力的处理71
4.2.2不接入控制发电机无功越限的处理71
4.2.3多个先导节点电压的处理72
4.2.4计算模型73
4.2.5算例分析74
4.3小结77
参考文献78
第5章 非线性最优控制问题的求解方法79
5.1求解非线性最优控制问题的直动态优化法79
5.2求解非线性最优控制问题的间接动态优化法82
5.3求解混合整数非线性最优控制问题的凸松弛法84
5.4模型预测控制法87
5.5小结89
参考文献90
第6章 电压稳定全过程精确仿真和准稳态仿真91
6.1电压稳定全过程精确仿真91
6.1.1多时标全过程系统模型91
6.1.2同步发电机组模型94
6.1.3综合负荷的指数恢复模型96
6.1.4有载调压变压器模型98
6.1.5网络模型100
6.2长期电压稳定准稳态仿真100
6.2.1时标分解与准稳态仿真100
6.2.2准稳态近似数学模型101
6.2.3准稳态仿真的求解过程102
6.2.4准稳态仿真的局限性及其对策103
6.3小结104
参考文献104
第7章 长期电压稳定控制的直接动态优化方法106
7.1OCVC模型106
7.2基于直接动态优化的离散非线性规划模型107
7.3结合二次罚函数的离散控制变量处理方法111
7.4算法总体步骤113
7.4.1初始点的选择114
7.4.2罚函数的引入机制114
7.4.3收敛精度115
7.5算例分析115
7.6小结118
参考文献118
第8章 长期电压稳定控制的多波前快速求解方法119
8.1修正方程的数据结构119
8.2多波前分解法的原理123
8.2.1消去树结构123
8.2.2波前矩阵和更新矩阵124
8.2.3波前矩阵与更新矩阵举例125
8.2.4波前矩阵的组装126
8.3修正方程的迭代求解方法127
8.3.1预处理共轭梯度法127
8.3.2广义极小残差法128
8.3.3不完全LU分解预处理器130
8.4算例分析131
8.5小结137
参考文献137
第9章 长期电压稳定控制的线搜索滤波器内点法139
9.1线搜索滤波器内点法的基本原理139
9.2算法实现步骤143
9.3算例分析144
9.4小结149
参考文献149
第10章 保留二次电压控制器的长期电压稳定控制切换直接算法151
10.1含二次电压控制器的OCVC模型151
10.2切换直接算法154
10.2.1壁垒问题及其修正方程154
10.2.2利用切换技术求解壁垒问题155
10.3算法总体步骤155
10.4算例分析156
10.4.1新英格兰10机39节点系统157
10.4.2IEEE50机145节点系统160
10.5小结161
参考文献162
第11章 长期电压稳定控制的间接动态优化方法163
11.1OCVC模型及其变形163
11.2间接Radau排列算法165
11.2.1一阶最优性条件165
11.2.2Radau排列解法167
11.3算法实现167
11.4算例分析168
11.4.1测试系统的相关设置168
11.4.2计算结果与分析169
11.5小结172
参考文献172
第12章 基于轨迹灵敏度的长期电压稳定模型预测控制方法173
12.1轨迹灵敏度的计算173
12.1.1连续点的轨迹灵敏度计算174
12.1.2跃变时刻的轨迹灵敏度计算175
12.1.3轨迹灵敏度的求解180
12.2基于准稳态假设的滚动优化模型186
12.3算法实现步骤187
12.4算例分析187
12.4.1新英格兰10机39节点系统188
12.4.2IEEE50机145节点系统190
12.5小结193
参考文献193
第13章 基于修正轨迹灵敏度的长期电压稳定模型预测控制方法194
13.1参考轨迹的引入194
13.2轨迹灵敏度的修正196
13.3控制元件的动态选取197
13.4算法的实现197
13.5算例分析199
13.6小结201
参考文献201
第14章 长期电压稳定的非线性模型预测控制方法203
14.1滚动优化的非线性规划模型203
14.2算法的实现204
14.3算例分析205
14.3.1算例一206
14.3.2算例二208
14.4小结210
参考文献210
第15章 长期电压稳定非线性模型预测控制的可行性恢复算法211
15.1可行性恢复算法的基本原理211
15.1.1初期线搜索阶段214
15.1.2可行性恢复阶段的基本过程216
15.1.3基于Dogleg方向的计算步骤218
15.2KKT残差的降低219
15.3算法的实现220
15.4算例分析221
15.5小结225
参考文献225
第16章 长期电压稳定模型预测控制的非线性规划灵敏度算法227
16.1基于精确模型的滚动优化模型228
16.2非线性规划灵敏度算法的基本原理230
16.3算法的实现232
16.4算例分析233
16.5小结236
参考文献237
第17章 长期电压稳定分布式模型预测控制方法238
17.1集中式滚动优化模型的分解239
17.1.1目标函数分解239
17.1.2电压预测模型分解240
17.2分布式模型预测滚动优化模型和求解方法241
17.3基于多代理技术的实现方法243
17.3.1多代理系统243
17.3.2开发工具247
17.3.3系统架构248
17.4算例分析253
17.4.1新英格兰10机39节点系统253
17.4.2IEEE50机145节点系统257
17.5小结263
参考文献263
第18章 长期电压稳定多目标协调二次电压控制方法264
18.1多目标协调二次电压控制模型265
18.1.1电网分区及主导节点选择265
18.1.2多目标优化建模265
18.1.3轨迹灵敏度求取267
18.2简化强化学习方法的基本原理268
18.2.1基本思想268
18.2.2基本算法269
18.3多目标协调二次电压控制问题的求解274
18.3.1帕累托最优解的定义274
18.3.2求解思路和难点275
18.3.3控制变量的离散化276
18.3.4初始点定位与状态空间自主压缩277
18.3.5基于状态敏感度的全局搜索278
18.3.6简化强化学习的主循环281
18.4最优解的在线选取方法287
18.4.1实时权重系数的确定287
18.4.2具体选取方法288
18.5算例分析288
18.5.1帕累托前沿的对比分析289
18.5.2实时权重的控制效果分析294
18.5.3计算时间与收敛性分析296
18.6小结297
参考文献298
第19章 基于轨迹灵敏度的暂态电压稳定预防控制方法300
19.1暂态电压稳定分析的数学模型300
19.2轨迹灵敏度分析301
19.3预防控制优化模型302
19.3.1暂态电压稳定约束描述302
19.3.2暂态电压稳定约束最优潮流模型303
19.4求解方法305
19.4.1系统轨迹对预防控制变量灵敏度的计算305
19.4.2暂态电压稳定约束的线性化305
19.4.3内点法求解非线性规划模型307
19.5算例分析309
19.6小结314
参考文献314
第20章 暂态电压稳定模型预测控制方法316
20.1暂态电压稳定紧急控制的滚动优化模型316
20.1.1滚动优化模型316
20.1.2滚动优化模型的离散化317
20.2简化空间序贯二次规划求解算法318
20.2.1基本原理318
20.2.2关键技术321
20.2.3计算流程323
20.3算例分析324
20.3.1IEEE3机9节点系统324
20.3.2新英格兰10机39节点系统326
20.3.3计算效率分析328
20.4小结330
参考文献330
第21章 暂态电压稳定多目标混合整数最优控制方法332
21.1多目标混合整数最优控制模型332
21.2基于规格化法平面约束法的求解方法333
21.3混合整数最优控制问题的求解335
21.3.1混合整数最优控制问题的凸松弛模型335
21.3.2凸化模型的等值简化336
21.3.3连续最优控制问题的求解337
21.3.4罚函数的引入338
21.4算例分析339
21.4.1IEEE3机9节点系统339
21.4.2新英格兰10机39节点系统344
21.5小结349
参考文献349
第22章 考虑快投电容器的暂态电压稳定控制方法350
22.1快投电容器组的控制模型350
22.1.1投入控制模型351
22.1.2切除控制模型351
22.2快投电容器组控制定值动态优化模型352
22.3混合整数动态优化问题的求解353
22.3.1混合整数动态优化问题的凸松弛模型353
22.3.2基于多重打靶法生成非线性规划模型354
22.3.3简化空间序贯二次规划求解算法356
22.4算法中的几个关键点357
22.4.1目标函数权重的协调357
22.4.2导数计算357
22.4.3基于故障解耦和时段解耦的动态优化算法两层并行计算构架358
22.5算例分析360
22.5.1新英格兰10机39节点系统360
22.5.2某实际省级电网364
22.5.3两层并行算法的加速效果369
22.6小结370
参考文献371
第23章 三级电压控制体系下暂态电压稳定仿真及控制372
23.1二次电压紧急控制模型372
23.2含二次电压紧急控制的暂态电压稳定仿真373
23.2.1二次电压紧急控制与时域仿真的数据交互373
23.2.2仿真步骤374
23.2.3算例分析375
23.3暂态电压安全切负荷控制协调优化模型379
23.3.1协调优化模型379
23.3.2仿真分析381
23.4小结382
参考文献383
附录384
附录A新英格兰10机39节点系统原始参数384
附录BIEEE50机145节点系统原始参数387
京公网安备 11010102004214号