自愈型配電網(wǎng)安全運(yùn)行主動(dòng)控制理論
電力供應(yīng)是現(xiàn)代社會(huì)運(yùn)行的生命線。分布廣泛的配電網(wǎng)擔(dān)負(fù)著直接向用戶供電的重任，保障其安全是關(guān)乎經(jīng)濟(jì)、社會(huì)安全的重大命題。我國(guó)配電網(wǎng)已發(fā)展成為多分段、多聯(lián)絡(luò)的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，多級(jí)電網(wǎng)、負(fù)荷間高度耦合，安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)日益復(fù)雜、突出。本書在系統(tǒng)總結(jié)、提煉配電網(wǎng)分析、保護(hù)與控制技術(shù)現(xiàn)狀、關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題基礎(chǔ)上，結(jié)合配電網(wǎng)特點(diǎn)及運(yùn)行安全防御需求，闡述了配電網(wǎng)分析、保護(hù)與控制的新理論、新方法和新思路：提出了智能配電網(wǎng)運(yùn)行安全防御技術(shù)體系；系統(tǒng)地構(gòu)建了智能配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)隱患挖掘辨識(shí)理論體系，提出了在線風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)關(guān)鍵技術(shù)，支撐實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)隱患在線辨識(shí)、評(píng)估、挖掘與預(yù)防控制；系統(tǒng)地建立了分布-集中協(xié)同的復(fù)雜故障快速診斷處理理論體系，提出了自組織智能保護(hù)控制方法以及基于分布智能的自愈控制模型、機(jī)制，解決多類型故障精確診斷與阻斷。部分內(nèi)容已在國(guó)家電網(wǎng)公司系統(tǒng)實(shí)施應(yīng)用，開拓了配電網(wǎng)分析、保護(hù)與控制技術(shù)的新局面。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征與發(fā)展趨勢(shì) 1
1.2 自愈型配電網(wǎng)安全運(yùn)行主動(dòng)控制的概念 3
1.3 配電網(wǎng)安全運(yùn)行主動(dòng)控制的技術(shù)體系 3
1.4 配電網(wǎng)安全運(yùn)行主動(dòng)控制的功能特征 4
第2章 配電網(wǎng)層次遞階主動(dòng)控制模型 6
2.1 配電網(wǎng)主動(dòng)控制頂層結(jié)構(gòu) 6
2.2 配電網(wǎng)遞階主動(dòng)控制結(jié)構(gòu)模型 9
2.2.1 低層局控級(jí)智能體 11
2.2.2 高層局控級(jí)智能體 13
2.2.3 中間控制級(jí)智能體 14
2.2.4 協(xié)調(diào)控制級(jí)智能體 16
2.2.5 主動(dòng)控制智能體的協(xié)調(diào)機(jī)制 19
2.3 多層次主動(dòng)控制結(jié)構(gòu)與模型 20
2.3.1 多層次主動(dòng)控制結(jié)構(gòu) 20
2.3.2 配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)辨識(shí) 21
2.3.3 主動(dòng)控制過(guò)程模型 26
2.4 多層次主動(dòng)控制基本模式 28
第3章 配電網(wǎng)安全運(yùn)行主動(dòng)控制關(guān)鍵技術(shù) 30
3.1 配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù) 30
3.1.1 風(fēng)險(xiǎn)控制的概念 30
3.1.2 風(fēng)險(xiǎn)控制與主動(dòng)控制 30
3.1.3 風(fēng)險(xiǎn)控制理論框架 30
3.1.4 風(fēng)險(xiǎn)控制的約束條件 31
3.1.5 風(fēng)險(xiǎn)控制的影響因素 32
3.2 配電網(wǎng)緊急控制技術(shù) 33
3.2.1 緊急控制的概念 33
3.2.2 緊急控制與主動(dòng)控制 33
3.2.3 緊急控制理論框架 33
3.3 配電網(wǎng)優(yōu)化控制技術(shù) 35
3.3.1 優(yōu)化控制的概念 35
3.3.2 優(yōu)化控制的內(nèi)容 35
3.3.3 優(yōu)化控制理論 37
3.3.4 配電網(wǎng)分級(jí)優(yōu)化 41
3.4 配電網(wǎng)恢復(fù)控制技術(shù) 43
3.4.1 恢復(fù)控制的基本概念及特征 43
3.4.2 恢復(fù)控制的原則 44
3.4.3 恢復(fù)控制的決策方法 44
3.4.4 配電網(wǎng)饋線的快速恢復(fù)控制方法 46
3.4.5 含分布式電源的恢復(fù)控制方法 47
3.4.6 配電網(wǎng)大面積斷電快速恢復(fù)控制方法 50
第4章 配電網(wǎng)分布-集中協(xié)同故障診斷與保護(hù)技術(shù) 52
4.1 配電網(wǎng)故障時(shí)空特性 52
4.1.1 短路故障時(shí)空特性 52
4.1.2 單相接地故障時(shí)空特性 54
4.1.3 斷線故障時(shí)空特性 55
4.2 分布-集中協(xié)同故障診斷 61
4.2.1 故障診斷與保護(hù)需求分析 61
4.2.2 分布-集中協(xié)同故障處置機(jī)理 62
4.3 模式化故障診斷與保護(hù)方法 64
4.3.1 配電網(wǎng)緊急控制模式的組成要素 64
4.3.2 配電網(wǎng)緊急控制模式的建立方法 65
4.3.3 配電網(wǎng)典型緊急控制模式體系 67
4.3.4 模式化的配電網(wǎng)緊急控制方法 68
4.3.5 配電網(wǎng)緊急控制模式的生成示例 68
4.3.6 模式化的配電網(wǎng)緊急控制方法應(yīng)用示例 70
4.3.7 各級(jí)智能體協(xié)調(diào)機(jī)制及通信方式 71
4.4 分布-集中協(xié)同的配電網(wǎng)故障短路診斷與保護(hù)典型處置模式 73
4.4.1 短路故障診斷與分析規(guī)則 73
4.4.2 就地主控總保后備模式 76
4.4.3 先總保后就地模式 80
4.4.4 典型應(yīng)用場(chǎng)景 81
第5章 弱特征故障的分布-集中處理模式 83
5.1 基于故障指示器的處理模式及適應(yīng)性分析 83
5.1.1 暫態(tài)錄波處理模式 83
5.1.2 外施信號(hào)處理模式 87
5.2 基于智能終端的處理模式及適應(yīng)性分析 88
5.2.1 方向性自適應(yīng)處理模式 88
5.2.2 多級(jí)方向保護(hù)處理模式 91
5.2.3 相不對(duì)稱檢測(cè)處理模式 93
5.2.4 外施信號(hào)處理模式 93
5.3 基于分界開關(guān)的處理模式及適應(yīng)性分析 95
5.3.1 穩(wěn)態(tài)量方向性檢測(cè)處理模式 95
5.3.2 暫態(tài)量幅值處理模式 96
5.4 處理模式及適應(yīng)性對(duì)比分析 97
5.5 基于數(shù)據(jù)層與特征層融合的單相接地故障分析方法 99
5.5.1 最優(yōu)FIR濾波器設(shè)計(jì) 100
5.5.2 特征的層次聚類 102
5.5.3 基于最優(yōu)FIR濾波器和層次聚類的故障選線方法 103
5.5.4 算例分析 104
5.6 分布-集中協(xié)同的斷線故障診斷方法 108
5.6.1 分布-集中協(xié)同的斷線故障診斷規(guī)則 108
5.6.2 融合營(yíng)銷系統(tǒng)信息的斷線故障分析方法 110
第6章 連鎖/并發(fā)復(fù)雜故障診斷技術(shù) 114
6.1 多重故障診斷分析與仿真 114
6.2 斷線與單相接地連鎖/并發(fā)故障診斷 124
第7章 配電網(wǎng)多源并發(fā)信息協(xié)同分析與融合方法 127
7.1 配電網(wǎng)中的并發(fā)信息源 127
7.2 配電網(wǎng)多源故障信息歸類 129
7.3 配電網(wǎng)多源信息協(xié)同分析與深度挖掘方法 133
7.3.1 配電網(wǎng)故障分析相關(guān)知識(shí)生成原理 134
7.3.2 配電網(wǎng)故障分析相關(guān)知識(shí)生成方法 135
7.3.3 基于粗糙集知識(shí)生成方法的配電網(wǎng)用戶投訴故障分析方法 138
7.3.4 配電網(wǎng)故障分析各要素間的映射關(guān)系 140
7.4 考慮信息不確定性的配電網(wǎng)多源信息融合方法 142
7.4.1 配電網(wǎng)多源信息融合故障分析 142
7.4.2 數(shù)據(jù)融合技術(shù) 143
7.4.3 基于概論和統(tǒng)計(jì)模型的不確定性問(wèn)題處理方法 146
7.4.4 知識(shí)融合技術(shù) 153
7.4.5 多級(jí)別配電網(wǎng)信息融合故障分析模型 160
第8章 配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及預(yù)警方法 164
8.1 配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)的難題 164
8.2 配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)定義及特征 164
8.2.1 配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)定義 164
8.2.2 配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)特征 165
8.3 配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)隱患發(fā)生及演變機(jī)理 165
8.4 配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)隱患挖掘機(jī)理及理論方法 167
8.5 基于狀態(tài)轉(zhuǎn)移的配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法 170
8.5.1 基于隱馬爾可夫模型的鐵磁諧振過(guò)電壓風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)理 172
8.5.2 鐵磁諧振過(guò)電壓風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的隱馬爾可夫模型建模 173
8.5.3 算例分析 174
8.6 基于概率統(tǒng)計(jì)的配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法 182
8.6.1 配電網(wǎng)故障停電概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)警方法 183
8.6.2 基于機(jī)器學(xué)習(xí)和時(shí)間序列的配電網(wǎng)區(qū)域故障次數(shù)預(yù)測(cè)方法 198
8.7 配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)方法 202
8.7.1 風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)的基本信息 202
8.7.2 可辨識(shí)的配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)及分類 202
8.7.3 多源信息融合的配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)方法 204
8.8 配電網(wǎng)連鎖并發(fā)故障風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí) 214
8.8.1 配電網(wǎng)連鎖并發(fā)故障風(fēng)險(xiǎn)演變 214
8.8.2 配電網(wǎng)連鎖并發(fā)故障風(fēng)險(xiǎn)特征及辨識(shí)機(jī)理 215
第9章 含大規(guī)模分布式電源配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)警方法 217
9.1 分布式電源對(duì)配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)的影響 217
9.2 風(fēng)險(xiǎn)影響因素 217
9.3 大規(guī)模分布式電源接入引起的主要風(fēng)險(xiǎn) 219
9.4 含大規(guī)模分布式電源的配電網(wǎng)電壓波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法 219
9.4.1 電壓波動(dòng)對(duì)配電網(wǎng)接納分布式電源能力的制約機(jī)制 219
9.4.2 電壓波動(dòng)影響下配電網(wǎng)接納分布式電源能力的邊界模型 221
9.4.3 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法及仿真驗(yàn)證 223
9.5 含大規(guī)模分布式電源配電網(wǎng)電壓升高風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法 228
9.5.1 分布式電源接入引起的電壓升高風(fēng)險(xiǎn)機(jī)理及風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)關(guān)鍵點(diǎn) 229
9.5.2 分布式電源接入引起的電壓升高風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型及方法 230
9.5.3 仿真驗(yàn)證 230
9.6 含大規(guī)模電動(dòng)汽車充放電裝置的配電網(wǎng)電壓暫降風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方法 235
9.6.1 含電動(dòng)汽車配電網(wǎng)電壓暫降風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生及辨識(shí)機(jī)理 235
9.6.2 含電動(dòng)汽車配電網(wǎng)電壓暫降風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型及方法 239
9.6.3 含電動(dòng)汽車配電網(wǎng)電壓暫降風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警信息 240
第10章 配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防控制方法 241
10.1 配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防控制總體思路 241
10.2 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防控制策略 242
10.3 配電網(wǎng)運(yùn)行層面風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防控制方法 243
10.3.1 電壓升高風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防控制 243
10.3.2 低電壓風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防控制 258
參考文獻(xiàn) 265
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