電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)與數(shù)字孿生系統(tǒng)

1電力物聯(lián)網(wǎng)、現(xiàn)代能源系統(tǒng)及其數(shù)字化概述001
1.1電力系統(tǒng)發(fā)展001
1.1.1能源系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀001
1.1.2電力物聯(lián)網(wǎng)與綜合能源網(wǎng)005
1.1.3綜合能源網(wǎng)數(shù)字孿生系統(tǒng)010
1.2綜合能源網(wǎng)的數(shù)字化、信息化工程背景015
1.2.1電力物聯(lián)網(wǎng)與綜合能源網(wǎng)工程項(xiàng)目015
1.2.2信息物理系統(tǒng)018
1.3數(shù)據(jù)科學(xué)進(jìn)展020
1.3.1科學(xué)認(rèn)知論的第四范式演化過程020
1.3.2數(shù)據(jù)科學(xué)——高維統(tǒng)計(jì)分析、人工智能技術(shù)021
1.4傳統(tǒng)模式和工具及其局限性024
1.4.1綜合能源數(shù)字孿生系統(tǒng)的態(tài)勢感知技術(shù)024
1.4.2綜合能源系統(tǒng)用能行為特性分析及關(guān)鍵因素溯源025
參考文獻(xiàn)026
2電力系統(tǒng)及其運(yùn)行模型028
2.1動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型028
2.1.1線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型028
2.1.2非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型031
2.2發(fā)電機(jī)的常用模型032
2.2.1abc坐標(biāo)系下的有名值方程032
2.2.2同步發(fā)電機(jī)的基本方程035
2.2.3同步發(fā)電機(jī)的實(shí)用模型036
2.3勵(lì)磁系統(tǒng)的常規(guī)數(shù)學(xué)模型037
2.3.1發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的原理與分類038
2.3.2發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型038
2.3.3勵(lì)磁系統(tǒng)的標(biāo)幺值和建模所需要的數(shù)據(jù)043
2.4原動(dòng)機(jī)和調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型044
2.4.1發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)簡介044
2.4.2發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)連續(xù)數(shù)學(xué)模型044
2.5靜態(tài)負(fù)荷模型及參數(shù)辨識(shí)047
2.5.1負(fù)荷模型分類047
2.5.2負(fù)荷模型的參數(shù)辨識(shí)方法048
2.5.3靜態(tài)負(fù)荷模型的參數(shù)辨識(shí)048
2.6動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型的參數(shù)辨識(shí)049
2.6.1動(dòng)態(tài)負(fù)荷機(jī)理型模型的參數(shù)辨識(shí) 049
2.6.2動(dòng)態(tài)負(fù)荷傳遞函數(shù)模型的參數(shù)辨識(shí) 049
2.7電力電子元件的詳細(xì)模型049
2.7.1STATCOM的并聯(lián)變換器數(shù)學(xué)模型049
2.7.2SSSC的串聯(lián)變換器數(shù)學(xué)模型051
2.7.3光伏電池的模型053
2.7.4燃料電池055
2.7.5微型燃?xì)廨啓C(jī)模型055
2.8電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)等值的常用方法及優(yōu)缺點(diǎn)056
2.8.1動(dòng)態(tài)等值問題056
2.8.2同調(diào)等值法057
2.8.3模式等值法059
2.8.4估計(jì)等值法060
參考文獻(xiàn)061
3系統(tǒng)態(tài)勢感知與優(yōu)化運(yùn)行062
3.1綜合能源系統(tǒng)態(tài)勢感知063
3.1.1綜合能源系統(tǒng)態(tài)勢感知研究063
3.1.2虛擬電廠分布式資源聚合079
3.1.3基于合作博弈方法的多虛擬電廠運(yùn)行089
3.2配電側(cè)電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度103
3.2.1優(yōu)化運(yùn)行模型105
3.2.2求解算法111
3.3區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度112
3.3.1分布式優(yōu)化調(diào)度112
3.3.2多層級(jí)協(xié)同優(yōu)化方法115
參考文獻(xiàn)124
4數(shù)字孿生技術(shù)128
4.1科學(xué)范式的演變及電力系統(tǒng)的發(fā)展128
4.2數(shù)字孿生技術(shù)的動(dòng)機(jī)和目的130
4.3數(shù)字孿生在工程實(shí)際中的應(yīng)用131
4.4電力數(shù)字孿生系統(tǒng)的特點(diǎn)和功能132
4.4.1數(shù)字孿生建模132
4.4.2電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)態(tài)勢感知135
4.4.3超實(shí)時(shí)虛擬測試136
參考文獻(xiàn)137
5電力系統(tǒng)信息化140
5.1數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式140
5.2電力系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分析和高維統(tǒng)計(jì)信息143
5.2.1電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源143
5.2.2高維統(tǒng)計(jì)信息144
5.3數(shù)據(jù)挖掘框架和工具145
5.3.1深度學(xué)習(xí)145
5.3.2隨機(jī)矩陣?yán)碚?51
5.3.3信息熵理論153
5.4基于隨機(jī)矩陣的時(shí)空大數(shù)據(jù)分析157
5.4.1高維統(tǒng)計(jì)信息矩陣指標(biāo)157
5.4.2矩陣系綜158
5.4.3MP 定律和圓環(huán)定律160
5.4.4隨機(jī)矩陣?yán)碚摰闹行臉O限定理162
5.4.5LES及基于LES的假設(shè)檢驗(yàn)163
5.5基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的態(tài)勢感知166
5.5.1基于隨機(jī)矩陣方法的運(yùn)行態(tài)勢估計(jì)方法166
5.5.2基于深度學(xué)習(xí)的故障診斷及定位167
5.5.3計(jì)及不確定性因素的運(yùn)行態(tài)勢預(yù)測技術(shù)168
參考文獻(xiàn)170
6電力系統(tǒng)智能化173
6.1靜態(tài)系統(tǒng)特性的數(shù)據(jù)模型173
6.1.1電力系統(tǒng)潮流——電力系統(tǒng)雅可比矩陣173
6.1.2潮流的數(shù)據(jù)模型175
6.1.3雅可比矩陣的數(shù)據(jù)模型177
6.2動(dòng)態(tài)系統(tǒng)特性的數(shù)據(jù)模型180
6.2.1Simulink仿真系統(tǒng)的搭建180
6.2.2數(shù)據(jù)模型的搭建181
6.3負(fù)荷預(yù)測與異常檢測184
6.3.1負(fù)荷與用戶行為預(yù)測和評(píng)估184
6.3.2電力系統(tǒng)穩(wěn)定性擾動(dòng)早期發(fā)現(xiàn)188
6.4基于時(shí)空數(shù)據(jù)的設(shè)備全生命周期管理197
6.4.1電力設(shè)備全生命周期的階段197
6.4.2狀態(tài)檢修中電氣設(shè)備狀態(tài)的綜合判別198
6.4.3基于隨機(jī)矩陣?yán)碚摰呐潆娋W(wǎng)變壓器健康狀態(tài)在線評(píng)估199
6.5系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行策略206
6.5.1“細(xì)胞組織”組態(tài)206
6.5.2虛擬電廠214
參考文獻(xiàn)222
7PSDT的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢224
7.1工程現(xiàn)狀224
7.1.1國家電網(wǎng)上海浦東供電公司數(shù)字孿生建設(shè)實(shí)踐225
7.1.2智能電廠227
7.1.3智慧能源系統(tǒng)233
7.2未來趨勢239
參考文獻(xiàn)242