本书译自 IEEE Fellow、加拿大工程院院士(CAE Fellow)和加拿大工程研究院院士(EIC Fellow)李文沅教授的专著 Probabilistic Transmission System Planning。基于深厚专业知识和长期工程实践，面对电力系统中输电系统概率规划的诸多方面，作者在书中提出了若干新的模型和概念，尤其是大量工程应用，为读者展示了别开生面的思路和解决方法。 本书分为 12 章和 3 个附录。除第 1 章外，内容可分为如下四个部分：第 2～7 章全面系统地介绍输电系统概率规划中所涉及的主要概念、模型、方法和数据；第 8 章主要介绍在输电系统概率规划中使用模糊技术来处理数据的不确定性；第 9～12 章介绍输电系统概率规划中四个重要内容的具体方法及其实际应用(网架加强概率规划、网络元件退役概率规划、变电站概率规划和单回路送电系统概率规划)；附录介绍概率、统计、模糊数学和可靠性评估的相关数学基础知识。
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中文版序
中文版前言
英文版前言
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
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