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第1章 绪论1

1.1 我国能源环境问题的严峻挑战1

1.2 信息物理融合系统概述3

1.3 信息物理融合能源系统概述5

1.4 本章小结8

参考文献8

第2章 信息物理融合能源系统的典型结构11

2.1 智能电网11

2.1.1 智能电网的特点11

2.1.2 智能电网的结构12

2.1.3 智能电网的技术特征12

2.2 企业能源系统14

2.3 楼宇能源系统17

2.3.1 楼宇能源系统的结构17

2.3.2 楼宇能源系统的节能优化问题及挑战19

2.4 本章小结21

参考文献21

第3章 信息物理融合能源系统的信息感知23

3.1 信息物理融合能源系统信息感知框架23

3.2 气象环境信息感知26

3.2.1 气象环境信息感知与获取26

3.2.2 数值天气预报27

3.3 能源信息感知28

3.3.1 能源管理系统28

3.3.2 高级测量体系28

3.3.3 楼宇能耗及相关信息感知32

3.4 本章小结37

参考文献37

第4章 不确定可再生新能源的预测与随机特性39

4.0 本章符号列表39

4.1 风电并网对电网调度运行的影响41

4.2 风力气象信息与风电感知42

4.2.1 风力气象信息感知43

4.2.2 风电感知45

4.3 基于气象模型与感知的风电概率预测48

4.3.1 风电功率预测方法介绍48

4.3.2 基于气象模型和风电感知的风电场群功率概率预测49

4.3.3 数值算例54

4.4 风电场群总体发电随机特性分析56

4.4.1 风电场群发电功率实时相关性分析与应用56

4.4.2 数值算例59

4.5 本章小结62

参考文献62

第5章 包含可再生新能源的电力系统发电优化调度66

5.0 本章符号列表66

5.1 电力系统调度简介68

5.2 电力系统的确定性调度模型69

5.3 电力系统的确定性优化调度方法70

5.3.1 拉格朗日松弛法71

5.3.2 通用混合整数规划方法73

5.4 含可再生新能源的随机优化调度模型与方法77

5.4.1 含可再生能源的可行近似期望优化调度模型78

5.4.2 机组开关机状态可行的充要条件79

5.4.3 基于列合并方法的可行近似期望模型求解81

5.5 本章小结82

参考文献82

第6章 企业能源系统的运行优化85

6.0 本章符号列表85

6.1 企业能源管理系统与制造执行系统概述87

6.1.1 企业能源管理系统87

6.1.2 企业制造执行系统88

6.2 企业多能源系统88

6.2.1 高耗能企业多能源系统88

6.2.2 企业多能源系统运行优化的研究89

6.2.3 企业网络化能源系统结构90

6.2.4 企业多能源供求特性91

6.2.5 多能源系统调度问题分析与简化93

6.3 企业多能源系统优化调度94

6.3.1 多能源联合优化调度模型94

6.3.2 多目标网络化多能源联合调度98

6.4 企业多能源系统算例分析100

6.4.1 算例参数数据设定100

6.4.2 确定性多能源短期调度模型算例分析102

6.5 本章小结104

参考文献104

第7章 楼宇能源系统的人员信息感知与估计106

7.0 本章符号列表106

7.1 与楼宇能耗相关的人员分布信息获取107

7.2 楼宇驻在人员的估计108

7.3 基于进出事件特征估计的人员分布信息协同感知108

7.3.1 问题模型108

7.3.2 基于离开时间间隔的累积误差估计方法111

7.3.3 人员总数守恒约束下的误差推送方法112

7.3.4 算法设计114

7.3.5 算例测试116

7.4 基于异质信息融合的人员分布信息协同感知120

7.4.1 问题模型120

7.4.2 信息融合方法122

7.4.3 算例测试125

7.4.4 融合优势证明与相关性对融合估计精度的影响131

7.5 本章小结135

参考文献135

第8章 楼宇能源系统的控制与优化138

8.0 本章符号列表138

8.1 楼宇能源系统节能优化关联模型140

8.1.1 终端负荷及能耗140

8.1.2 能源供给端143

8.2 楼宇能源需求终端的节能优化144

8.2.1 系统终端设备模型144

8.2.2 联合优化问题的求解方法153

8.2.3 算例测试160

8.3 楼宇能源供应系统的节能优化169

8.3.1 能源供给端的机理模型170

8.3.2 针对所建立模型的两种求解方式173

8.3.3 数值算例176

8.4 本章小结187

参考文献187

第9章 能源系统的需求控制与优化189

9.0 本章符号列表189

9.1 能源电力系统需求响应概述191

9.1.1 基于价格的需求响应192

9.1.2 基于激励的需求响应192

9.2 柔性与移动能源需求的模型与特性193

9.3 柔性（电动汽车）能源需求控制与优化196

9.3.1 充电控制策略分类196

9.3.2 “最低费用-最小波动”优化模型197

9.3.3 实验算例199

9.4 企业多能源系统的需求响应203

9.4.1 问题简介203

9.4.2 日常调度中的用电成本206

9.4.3 负荷模型207

9.4.4 煤气柜柜位控制208

9.4.5 煤气调度和自发电调度的耦合关系210

9.4.6 优化问题目标函数210

9.4.7 模型求解210

9.5 楼宇多能源系统的需求响应213

9.5.1 系统模型213

9.5.2 求解方法219

9.5.3 数值测试222

9.6 本章小结226

参考文献227

第10章 信息物理融合能源系统的网络重构231

10.0 本章符号列表231

10.1 网络化系统拓扑鲁棒性与重构概述232

10.2 混合网络拓扑重构模型233

10.2.1 重构资源配置问题234

10.2.2 拓扑重构策略问题234

10.3 混合网络拓扑重构的优化方法235

10.3.1 最优配置问题解的属性237

10.3.2 拓扑重构资源最优配置算法241

10.3.3 拓扑重构策略的优化245

10.4 拓扑重构算法的数值实验246

10.4.1 可重构资源优化配置的实验246

10.4.2 拓扑重构策略实验248

10.5 本章小结250

参考文献250

第11章 信息物理融合能源系统的综合安全253

11.0 本章符号列表253

11.1 信息物理融合能源系统综合安全概述254

11.1.1 智能电网的网络信息安全问题254

11.1.2 智能电网信息安全监控257

11.2 故障连锁传播与电网崩溃260

11.2.1 故障连锁传播问题260

11.2.2 故障连锁传播问题研究面临的挑战261

11.2.3 故障连锁传播问题的研究方法概述262

11.2.4 研究方法举例：预备知识（分支过程）263

11.2.5 利用分支过程和实际数据估计故障连锁传播范围263

11.3 电网解列问题的系统化方法265

11.3.1 电网解列问题的形式描述265

11.3.2 电网解列问题的NP难性267

11.3.3 预备知识：布尔表达式及其OBDD268

11.3.4 电网解列面搜索问题的约束条件270

11.3.5 基于验证的电网解列面搜索算法271

11.4 基于信息物理融合的网络信息安全监控272

11.4.1 电力系统状态估计与不良数据注入攻击272

11.4.2 异常流量索引的智能电网信息-物理关联安全监控278

11.5 信息物理融合系统的数据安全285

11.5.1 电力系统数据安全技术285

11.5.2 基于数据包重传的智能电网动态密钥生成方法287

11.6 基于信息-物理关联的综合能源系统安全面临的挑战292

11.7 本章小结293

参考文献294

索引297