本书重点研究电力能源系统中基于行为驱动需求侧灵活性的建模分析优化方法，深化需求侧管理与电力能源系统之间的关系，推进需求侧灵活性资源与电力能源系统的集成与分析理论研究。本书的研究成果有望促进电气工程学科关于需求侧响应与灵活性的理论体系发展，促进电力能源系统向具有更强灵活调节能力的新型综合能源系统稳步迈进。
全书共10章，第1章为绪论，第2章对电力能源系统需求侧灵活性进行建模与模拟，第3章分析利用需求侧灵活性对电力能源系统的影响与效益评价，第4章对电力能源系统需求侧灵活性资源的置信容量进行计算，第5~8章提出多形态需求侧灵活性资源与电力能源系统的集中协调优化方法，第9章提出需求侧灵活性资源与电力能源系统的分散聚合优化方法，第10章研究需求侧灵活性参与多能源市场机制设计。
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前言
第1章 绪论
1.1 电力能源系统发展与趋势
1.1.1 电力能源系统发展历史概要
1.1.2 现代电力能源系统的主要特点 2
1.1.3 未来电力能源系统发展趋势和挑战 3
1.2 电力能源系统对灵活性的需求 4
1.2.1 灵活性的基本概念 4
1.2.2 灵活性的刻画描述 4
1.2.3 灵活性的来源与分类 7
1.3 电力能源系统需求侧灵活性及其行为驱动力 8
1.3.1 需求侧灵活性的定义 8
1.3.2 典型需求侧灵活性资据及其分类 8
1.3.3 需求侧灵活性的利用形式 9
1.3.4 需求侧灵活性中的行为因素与作用 10
1.4 国内外电力能源需求侧灵活性研究综述 11
1.4.1 电力能源系统灵活性辨识与特性建模 11
1.4.2 电力能源系统灵活性价值评估 12
1.4.3 电力能源系统灵活性资源集成与利用 12
1.4.4 电力能源系统灵活性市场与商业模式 13
1.5 本书内容体系 14
参考文献 15
第2章 行为驱动的电力需求侧灵活性建模与模拟 17
2.1 概述 17
2.2 行为驱动的需求侧灵活性特征分析 18
2.3 建模原理 19
2.3.1 机理驱动的模型构建 19
2.3.2 数据驱动的模型构建 20
2.3.3 机理数据混合驱动的模型构建 21
2.4 行为驱动的电力需求侧灵活性动态建模与分析 22
2.4.1 负荷需求特性 22
2.4.2 长时行为分析 23
2.4.3 短时行为分析 25
2.4.4 输出摸块 26
2.5 模拟框架 26
2.6 有效性检验 27
2.6.1 核密度估计 27
2.6.2 假设检验 29
2.7 本章小结 29
参考文献 29
第3章 行为驱动的需求侧灵活性对电力能源系统影响与效益评价 31
3.1 概述 31
3.2 需求侧灵活性效益评价指标体系 31
3.2.1 构建思路 31
3.2.2 指标设计 31
3.3 需求侧灵活性对电力能源系统的影响评价方法 35
3.3.1 指标计算模型 36
3.3.2 综合效益评价模型 38
3.4 需求侧灵活性价值的影响因素分析 42
3.4.1 实证研究 42
3.4.2 场景设置 42
3.4.3 分析与讨论 43
3.5 本章小结 45
参考文献 46
第4章 行为驱动的电力需求侧灵活性置信容量计算 47
4.1 概述 47
4.2 电力需求侧灵活性的置信容量评估指标 47
4.2.1 有效载荷容量 47
4.2.2 等效固定容量 48
4.2.3 等效常规容量 48
4.3 计及需求侧灵活性的电力系统可靠性建模 49
4.3.1 发电机组建模 49
4.3.2 用电负荷建模 50
4.3.3 行为驱动的需求侧响应建模 52
4.4 计算方法 53
4 .4.1 可靠性计算 53
4.4.2 置信容量指标计算 56
4.5 算例分析 57
4.5.1 参数设置 57
4.5.2 需求侧特性的影响 60
4.5.3 Z-number方法有效性 61
4.6 本章小结 62
参考文献 63
第5章 面向协同增效的集中式灵活负荷与电网交互集成 64
5.1 概述 64
5.2 交互式集成的基本框架 64
5.3 计及动态热耗散的DC 需求响应建模 66
5.3.1 能耗特性 66
5.3.2 热环境特性 67
5.3.3 数据负载特性 69
5.4 基于改进CVaR的需求侧风险刻画 70
5.5 计及电-碳风险价值的集成模型构建 72
5.5.1 目标函数 72
5.5.2 约束条件 73
5.6 算例分析 76
5.6.1 交互式集成的效益分析 76
5.6.2 DC 热环境特性的影响分析 78
5.7 本章小结 79
参考文献 79
第6章 需求侧多能辑合赋能的城市电力能源系统低碳规划 80
6.1 概述 80
6.2 多时间尺度下的需求侧不确定性建模 80
6.3 计及相关性的场景生成与削减 83
6.4 优化模型构建与求解 86
6.5 算例分析 90
6.6 本章小结 94
参考文献 94
第7章 需求侧灵活性赋能的城市配电网高可靠性规划 96
7.1 概述 96
7.2 规划框架一一以PTH 为例 96
7.3 考虑多城约束的PTH 需求响应建模 98
7.3.1 交通域模型 98
7.3.2 能量域模型 98
7.4 集成PTH 灵活性的配电网多模态运行模拟.. 99
7.4.1 正常运行调度模型(Pl) 100
7.4.2 紧急运行调度模型(P2) 101
7.5 优化模型构建 102
7.5.1 目标函数 ， 102
7.5.2 约束条件 103
7.6 基于多层Benders 分解的模型求解 105
7.7 算例分析 110
7.8 本章小结 117
参考文献 117
第8章 计及需求侧不确定性的电力能源系统多目标区间优化 118
8.1 概述 118
8.2 面向源-荷互动的多目标规划框架 118
8.3 基于区间多面体的不确定性刻画 119
8.4 多目标区间优化模型构建 120
8.5 求解方法 122
8.6 高维多目标问题的处理 124
8.7 算例分析 125
8.8 本章小结 131
参考文献 132
第9章 多形态需求侧灵活性与电力能源系统的分散聚合优化 133
9.1 概述 133
9.2 基于实时电价的需求响应与配电网集成优化 133
9.2.1 引言 133
9工2 智能表计与需求响应资源可用性关系 ， 134
9.2.3 行为驱动下需求侧响应的多阶段与不确定性 135
9.2.4 基于Taguchi 正变法的场景生成与削减 136
9.2.5 模型构建与求解 138
9.2.6 算例分析 144
9.2.7 小结 149
9.3 面向时间转移的需求侧灵活性聚合优化 149
9.3.1 引言 149
9.3.2 面向时间转移的需求侧灵活性聚合框架一一以电动汽车充电负荷
为例 149
9.3.3 基于双层鲁棒优化的聚合模型构建 152
9.3.4 问题重构 155
9.3.5 基于行列生成算法的模型求解 158
9.3.6 算例分析 162
9.3.7 小结 167
9.4 面向空间转移的需求侧灵活性聚合优化 167
9 .4.1 引言 167
9.4.2 面向空间转移的需求侧灵活性聚合框架一一以电动汽车停车场为例..167
9.4.3 需求侧响应特性建模 169
9.4.4 基于节点边际效用的需求侧激励模式设计 170
9.4.5 聚合优化模型构建与求解 171
9.4.6 算例分析 177
9.4.7 小结 181
9.5 面向用能替代的需求侧灵活性聚合优化 181
9.5.1 引言 181
9.5.2 面向用能替代的需求侧灵活性聚合框架一一以新能源汽车共享租赁站
为例 181
9.5.3 基于演化博弈的用户租赁行为选择 183
9.5.4 基于区间一随机优化的聚合模型构建 186
9.5.5 多类型不确定性的统一化与问题求解 187
9.5.6 算例分析 191
9.6 本章小结 195
参考文献 196
第10章 需求侧灵活性参与电力能源市场机制设计 197
10.1 概述 197
10.2 灵活性产品与辅助服务市场运营机制 197
10.2.1 储能等灵活性资源参与的国外辅助服务市场 197
10.2.2 储能等灵活性资源参与的我国电力辅助服务市场 200
10.2.3 需求侧资源参与辅助服务市场 201
10.3 需求侧参与辅助服务市场的系统调度优化 202
10.3.1 FRP 概念与交易机制 202
10.3.2 考虑FRP 的辅助服务市场出清模式 204
10.3.3 灵活性资源需求容量的确定 205
10.3.4 基于区间预测的需求侧实时价格不确定性建模 208
10.3.5 考虑出清价格不确定性的IES 调度模型 212
10.3.6 算例分析 220
10.4 面向储能等分散资源能量共享的需求侧激励设计 231
10.4.1 能量共享与Peer-to-Peer 交易机制 231
10.4.2 基于纳什议价的需求侧资源P2P 交易模型 232
10.4.3 去中心化求解与实现 236
10.4.4 算例分析 238
10.5 需求侧灵活性资源容量补偿机制设计 243
10.5.1 储能等需求侧灵活性资源的容量补偿 243
10.5.2 需求侧灵活性资源容量补偿分摊模型 244
10.5.3 测试系统和仿真框架 249
10.6 本章小结 255
参考文献 255
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