Preface
前言

随着风电、光伏等具有随机性特征的新能源发电并网规模的不断扩大，电力系统运行中的波动性与随机性显著增强，严重影响电力系统运行的经济性与安全性。为此，如何高效利用电力系统中有限的可调度资源，提升备用配置的针对性与有效性，准确评估、合理优化并有效提升电力系统的新能源消纳能力，从而安全、经济地消纳大规模新能源发电，减少弃风、弃光等现象的发生，成为促进大规模新能源并网消纳理论发展，推动我国以新能源为装机主体和电量主体的新型电力系统的建设与发展，助力实现“双碳”国家重大战略目标所亟待解决的关键问题。

在上述背景下，山东大学电力系统经济运行团队以新型电力系统建设为背景，针对大规模新能源的安全、经济并网消纳问题，开展了专题研究，结合随机规划、鲁棒优化、分布鲁棒优化等数学优化方法以及电力系统运行的物理规律，提出了“新能源消纳的有效安全域”概念，并将其应用到电力系统的多个典型运行优化场景中，实现含大规模新能源电力系统的安全、经济运行。依托前期研究成果，团队出版了可以视作本书第1版的《电力系统运行调度的有效静态安全域法》，受到了相关技术领域的研究生、科研人员和工程技术人员的好评。根据新型电力系统的建设与发展需要，本书在前述著作的基础上，介绍了有效安全域法的实现要点，并拓展了应用场景，增加了新能源概率预测、电压约束下有效安全域优化、日前机组组合中有效安全域优化、输配协同下有效安全域提升、多区域协同下有效安全域提升等相关章节，使本书的理论体系更趋完善。同时，为便于读者查阅，本书以评估、优化与提升电力系统的新能源发电接纳能力为线索，以电力系统运行优化的时间尺度递进关系为思路，对章节进行编排，使全书逻辑关系更加清晰。

本书分7章，各章主要编排如下：第1章介绍了电力系统运行调度的理论基础，在电力系统经典安全域的基础上，引出新能源消纳的有效安全域概念，并对鲁棒优化、随机规划、分布鲁棒优化等优化理论进行了论述；第2章基于提出的新能源消纳的有效安全域概念，引出新能源发电功率概率预测技术，介绍了新能源发电功率预测的国内外发展历程及其对有效安全域方法的重要意义，总结了概率预测的基本概念与常用方法；第3章面向新能源消纳能力评估问题，介绍了一种新能源消纳的最大有效安全域评估方法，可以实现有效安全域最大化条件下的经济性最优；第4章面向实时时间尺度下的新能源消纳能力优化问题，分别针对保守度可控、概率分布已知、概率分布不确定、节点电压约束四个典型场景，介绍了相应的实时调度中的新能源消纳有效安全域优化方法，通过算例对比研究证实了所提方法的有效性；第5章面向超前时间尺度下的新能源消纳能力优化问题，介绍了一种柔性超前调度中的新能源消纳有效安全域优化方法，进一步考虑了时段间的关联性，以此增加系统运行中的柔性，以应对时段间等效负荷的快速变化；第6章则对日前时间尺度下的新能源消纳能力优化问题进行了探讨，介绍了一种日前机组组合中的新能源消纳有效安全域优化方法；最后一章则在前述章节的基础上，对新能源消纳能力提升问题进行了研究，从挖掘多电网互动中的协同潜力出发，分别从输配协同、多区域电网协同的角度介绍了计及输配协同的新能源消纳有效安全域提升方法与计及多区域协同的新能源消纳有效安全域提升方法。

本书是团队研究成果的总结，在此感谢直接参与此项研究的硕士与博士研究生程凤璐、于丹文、李梦林和张玉敏，以及所有参与到此项研究工作中的其他多位同学。此外，还要衷心感谢在研究过程中给予指导的韩学山教授、参与讨论的团队其他老师，以及长期保持密切合作与沟通的中国电力科学研究院新能源研究所、国网山东省电力公司的各位专家。本书研究得到了国家重点研发计划项目“促进可再生能源消纳的风电/光伏发电功率预测技术及应用”（2018YFB0904200）、国家重点研发计划项目“大规模风电/光伏多时间尺度供电能力预测技术”（2022YFB2403000）、国家重点研发计划政府间国际科技创新合作项目“基于多元柔性挖掘的主动配电网协同运行关键技术与仿真平台研究”（2019YFE0118400）、国家自然科学基金联合基金项目“基于灵活性挖掘的区域能源互联网协同运行关键技术与仿真平台研究”（U2166208）的资助，也一并表示感谢。

本书内容体现的研究成果是阶段性的，由于作者水平有限，难免存在缺陷与不足，恳请读者给予批评和指正。

作者