灰色系統理論及其在電力系統中的應用（簡體書）

在系統論、控制論中，常藉助顏色來表示研究者對系統內部信息和對系統本身的了解及認識程度。信息完全被了解的系統稱為白色系統，信息完全缺乏的系統稱為黑色系統。灰色系統是部分信息已知、部分信息未知的系統。
人的認識有一個從不知到知、從知之不多到知之較多的過程，不同的人對於同一事物也有不同的認識。因此，黑色、白色、灰色都是一種相對的概念。世界上不存在絕對的白色系統，因為任何系統都有未被確知的部分。同樣，也不存在絕對的黑色系統，因為如果對系統一無所知，就談不上該系統的存在了。在人們的社會、經濟活動中，經常會遇到信息不完全的情況，科學研究對象的各個環節也普遍存在白色參數和灰色參數共存的情況。因此，灰色系統是普遍存在的。
灰色系統理論是以信息不完全的系統為研究對象，運用控制論觀點和灰色系統數學方法，揭示客觀事物本質特徵和發展規律的一門科學，它為不確定係統的量化分析開闢了新的途徑。
灰色系統理論是我國著名學者鄧聚龍教授提出來的。經過30多年的發展，灰色系統理論已基本建立起一門新興學科的結構體系，其主要內容包括以灰色代數係統、灰色方程、灰色矩陣等為基礎的理論體系；以灰色關聯空間為依託的分析體系；以灰色序列生成為基礎的方法體系；以灰色模型為核心的模型體系；以系統分析、評估、建模、預測、決策、控制、優化為主體的技術體系。灰色系統理論與方法的理論性和較強的實用價值，使其受到了國內外學者和工程技術人員的重視，在工程技術、社會經濟等諸多領域得到了廣泛的應用。
電力系統是一個由許多元件組成的龐大而復雜的動力學系統。從元件的結構參數來看，有的信息數據較明確，有的則不夠明確。即使對於那些明確的信息數據，也不能保證其完全準確。而對於電力系統的運行參數（如負荷大小、線路潮流等），由於量測誤差的存在，完全精確的運行數據是不可能獲得的，只能得到相對比較準確的系統參數。由此可見，電力系統參數的“灰”性是客觀存在的，是一個典型的灰色系統。
編著者之一王明東副教授多年來主要從事智能係統理論及其在電力系統中的應用研究，並以灰色系統預測理論的應用為主要內容之一完成了博士學位論文。在長期的灰色系統理論應用研究中，編著者領略到了灰色系統理論的博大精深，也常常為沒有一本將灰色系統理論與電力系統結合的參考書而感到遺憾和無助。於是，結合編著者的科研工作和教學實踐經驗，並參考和綜合國內外有關著作和科技論文編寫了此書，希望能給後來者一些幫助。
全書分9章。第1章緒論，主要介紹灰箱、灰色系統等概念，並闡述了電力系統的灰色特徵；第2章灰色系統理論基礎，介紹了灰色系統理論的形成、發展和主要內容，以及灰數、灰方程、灰色生成、灰色模型等基本概念；第3章灰色五步建模方法及其應用，介紹五步建模的思想和方法，並應用該方法建立了一個電廠經濟模型；第4章灰色關聯分析及其應用，介紹灰色關聯分析的相關概念、數據變換方法和關聯分析方法，並介紹了灰色關聯分析方法在配電網可靠性影響因素分析、電力營銷目標市場分析、供電企業服務質量評價、架空線路運行狀態評價、變壓器故障診斷等方面的應用實例；第5章灰色聚類及其應用，介紹灰色白化權函數聚類、灰色關聯聚類以及它們在發電企業管理水平評估、變壓器狀態評價、電氣主接線方案選擇、負荷特性分類等方面的應用實例；第6 灰色預測及其應用，介紹數列預測、災變預測、拓撲預測、系統預測的概念以及含負數灰色預測原始數據的處理方法，以電力負荷預測、變壓器內氣體濃度預測、電力系統可靠性參數預測等幾則實例說明灰色預測方法在電力系統中的應用情況；第7章灰色控制及其應用，介紹灰色去餘控制、灰色預測控制、灰色關聯控制、灰色相平面控制的概念和方法，以及水輪發電機組調速系統灰色去餘控制、發電機勵磁系統灰色預測PID控制等幾則應用；第8章灰色決策及其應用，概述灰色局勢決策、灰色聚類決策、灰色統計決策、灰色層次決策的概念和方法，並介紹了電力系統中性點接地方式影響配電網可靠性的灰靶分析應用實例和基於單目標化局勢決策的變電站電氣主接線方案選擇的應用實例；第9章灰色規劃及其應用，介紹灰色線性規劃、灰色非線性規劃、色多目標規劃、灰色整數規劃、灰色動態規劃的基本概念和求解方法，並介紹灰色線性規劃、灰色非線性規劃、灰色動態規劃在有功負荷分配方面的應用實例。本書的特點是給出了大量的灰色系統理論應用於電力系統的實例，介紹了應用灰色系統理論分析和解決電力系統問題的思路、方法和具體過程，可供從事該方向工作的人員參考。
本書由王明東、趙國生共同編寫。趙國生編寫第3、4、9章，王明東編寫第1、2、5、6、7、8章並負責全書統稿。由於編著者學識水平有限，書中難免存在失當之處，敬請讀者批評指正。

編著者
2016年4月