Preface
前言

隨著風電、光伏等具有隨機性特征的新能源發電并網規模的不斷擴大，電力系統運行中的波動性與隨機性顯著增強，嚴重影響電力系統運行的經濟性與安全性。為此，如何高效利用電力系統中有限的可調度資源，提升備用配置的針對性與有效性，準確評估、合理優化并有效提升電力系統的新能源消納能力，從而安全、經濟地消納大規模新能源發電，減少棄風、棄光等現象的發生，成為促進大規模新能源并網消納理論發展，推動我國以新能源為裝機主體和電量主體的新型電力系統的建設與發展，助力實現“雙碳”國家重大戰略目標所亟待解決的關鍵問題。

在上述背景下，山東大學電力系統經濟運行團隊以新型電力系統建設為背景，針對大規模新能源的安全、經濟并網消納問題，開展了專題研究，結合隨機規劃、魯棒優化、分布魯棒優化等數學優化方法以及電力系統運行的物理規律，提出了“新能源消納的有效安全域”概念，并將其應用到電力系統的多個典型運行優化場景中，實現含大規模新能源電力系統的安全、經濟運行。依托前期研究成果，團隊出版了可以視作本書第1版的《電力系統運行調度的有效靜態安全域法》，受到了相關技術領域的研究生、科研人員和工程技術人員的好評。根據新型電力系統的建設與發展需要，本書在前述著作的基礎上，介紹了有效安全域法的實現要點，并拓展了應用場景，增加了新能源概率預測、電壓約束下有效安全域優化、日前機組組合中有效安全域優化、輸配協同下有效安全域提升、多區域協同下有效安全域提升等相關章節，使本書的理論體系更趨完善。同時，為便于讀者查閱，本書以評估、優化與提升電力系統的新能源發電接納能力為線索，以電力系統運行優化的時間尺度遞進關系為思路，對章節進行編排，使全書邏輯關系更加清晰。

本書分7章，各章主要編排如下：第1章介紹了電力系統運行調度的理論基礎，在電力系統經典安全域的基礎上，引出新能源消納的有效安全域概念，并對魯棒優化、隨機規劃、分布魯棒優化等優化理論進行了論述；第2章基于提出的新能源消納的有效安全域概念，引出新能源發電功率概率預測技術，介紹了新能源發電功率預測的國內外發展歷程及其對有效安全域方法的重要意義，總結了概率預測的基本概念與常用方法；第3章面向新能源消納能力評估問題，介紹了一種新能源消納的最大有效安全域評估方法，可以實現有效安全域最大化條件下的經濟性最優；第4章面向實時時間尺度下的新能源消納能力優化問題，分別針對保守度可控、概率分布已知、概率分布不確定、節點電壓約束四個典型場景，介紹了相應的實時調度中的新能源消納有效安全域優化方法，通過算例對比研究證實了所提方法的有效性；第5章面向超前時間尺度下的新能源消納能力優化問題，介紹了一種柔性超前調度中的新能源消納有效安全域優化方法，進一步考慮了時段間的關聯性，以此增加系統運行中的柔性，以應對時段間等效負荷的快速變化；第6章則對日前時間尺度下的新能源消納能力優化問題進行了探討，介紹了一種日前機組組合中的新能源消納有效安全域優化方法；最后一章則在前述章節的基礎上，對新能源消納能力提升問題進行了研究，從挖掘多電網互動中的協同潛力出發，分別從輸配協同、多區域電網協同的角度介紹了計及輸配協同的新能源消納有效安全域提升方法與計及多區域協同的新能源消納有效安全域提升方法。

本書是團隊研究成果的總結，在此感謝直接參與此項研究的碩士與博士研究生程鳳璐、于丹文、李夢林和張玉敏，以及所有參與到此項研究工作中的其他多位同學。此外，還要衷心感謝在研究過程中給予指導的韓學山教授、參與討論的團隊其他老師，以及長期保持密切合作與溝通的中國電力科學研究院新能源研究所、國網山東省電力公司的各位專家。本書研究得到了國家重點研發計劃項目“促進可再生能源消納的風電/光伏發電功率預測技術及應用”（2018YFB0904200）、國家重點研發計劃項目“大規模風電/光伏多時間尺度供電能力預測技術”（2022YFB2403000）、國家重點研發計劃政府間國際科技創新合作項目“基于多元柔性挖掘的主動配電網協同運行關鍵技術與仿真平臺研究”（2019YFE0118400）、國家自然科學基金聯合基金項目“基于靈活性挖掘的區域能源互聯網協同運行關鍵技術與仿真平臺研究”（U2166208）的資助，也一并表示感謝。

本書內容體現的研究成果是階段性的，由于作者水平有限，難免存在缺陷與不足，懇請讀者給予批評和指正。

作者