清华大学电机系教授、能源互联网创新研究院能量管理与调控研究中心副主任吴文传等编著的《主动配电网网络分析与运行调控》已由科学出版社出版,本书由中国科学院院士周孝信作序。以下为本书内容介绍及序言。
内容介绍
主动配电网的主要特征主要包括两个层面,首先是接入大量分布式电源以及可调控的柔性负荷的新型配电网;其次是能够实现远程和自动调控分布式资源以及网络拓扑结构从而达到高效、可靠的运行。为了实现对主动配电网的有效调控,一方面需要对配电系统实现基于多相模型的网络分析,对多电压等级配网进行精细化状态估计与模拟分析,提高对配电网的状态感知。另一方面,需要通过使用适用于大规模配电网的无功电压优化和网络重构决策模型及其高效算法,提高系统的高效运行;特别是需要能适应状态估计精度不高以及分布式电源波动快的调度决策方法。最后,面对大规模的分布式电源和可控负荷,集中式调控架构存在通信负担重、控制延时过长以及多利益主体的信息隐私等问题,需要采用分布式自律调控技术应对这些挑战。本书针对如上命题,讨论了其中的共性问题和基础技术。
本书共7章,前3章分别介绍了分布式电源、配变电设备的三相稳态建模,不同量测冗余度条件下的状态估计以及适用于配电网的潮流计算方法。第4和5章介绍主动配电网的无功电压优化和网络重构技术,特别是在状态感知精度不足条件下的鲁棒控制决策问题。最后2章介绍了面向大规模分布式资源并网的主动配网与微网分布式自律控制技术。
主动配电网是能源互联网的核心组成部分,也是配售电侧市场化的抓手,可以称为能源互联网中的局域网,目前已成为国内外研究的热点问题和创业的热土。主动配电网,特别是多利益主体参与建设的主动配电网的运行调控构架必然是分布式、自律式和保证信息私密的。本书侧重于主动配电网的基础问题,并初涉了未来新型的分布式自律调控模式和创新技术。适应能源互联网需求的分布式自律调控技术的后续研究成果,我们将陆续发布。
序言
主动配电网是消纳分布式可再生能源发电的主要载体,也是智能电网的核心组成部分,其主要特征表现为两个方面:(1)通过灵活可变的网络拓扑管理配电网的潮流;(2)通过对分布式发电、储能和可控负荷等分布式资源自动调控,以保证配电网整体的安全高效运行。相对应,主动配电网调控的核心需求也有两方面:一方面配电网需要提供高效、可靠的公共服务;另一方面分布式资源要主动参与电网运行,为电网提供必要的友好支持,而不是被动的接入。
该书的内容组织围绕上述核心需求展开,包括了主动配电网网络分析、安全评估与运行优化和分布式资源自律控制三个方面。其中第一部分叙述了主动配电网的多相建模、不同量测冗余度下的状态估计技术,以及总结分析了适用于不同场景的潮流计算方法。内容丰富而不失简洁,蕴含了不少作者的理论和实践成果,利于读者深入掌握主动配电网分析方法。第二部分内容介绍了作者创立的基于回路分析的安全评估、运行优化和恢复决策的系列高效算法,具有很强的工程应用价值;同时阐述并发展了主动配电网优化模型的凸松弛技术,并对其应用进行了较全面分析。特别是,作者首次引入了鲁棒优化模型用于解决配电网状态感知精度不高和运行不确定性大导致的决策结果不可行问题。第三部分介绍了作者在分布式自律调控方面的最新研究成果,包括主动配电网的全分布式无功电压控制和经济调度以及微电网的分布式自律调控和潮流控制技术,该类方法可以克服集中式调控技术存在单点失效、模型维护困难、控制延时过长以及多利益主体间的信息隐私等问题,是实现分布式资源“即插即用”有效技术途径。
该著作凝聚了吴文传教授团队历时十余年的研究成果,内容涵盖了主动配电网的建模、安全评估、优化运行、恢复控制和分布式资源自律控制等方面。该书主题突出、系统性好,前沿理论和实际工程问题紧密结合,其中大部分技术已在工程现场得到应用,是一本理论性和实用性并重的优秀学术专著。主动配电网已成为国内外学术界的研究热点,也是电力工程业界非常关注的领域,而主动配电网的运行调控是其核心,但目前尚缺乏系统性的专著,本书的出版在很大程度上弥补了这一不足。相信这本著作的出版将为相关同行和科技工作者提供很好的参考。
中国电力科学研究院 周孝信
2016年8月2日