[發(fā)明專利]一種含風(fēng)電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310100777.0
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103208798A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙晉泉;葉君玲;鄧暉
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F19/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 夏雪

1.一種含風(fēng)電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，包括如下步驟：?

步驟1：計算風(fēng)電場功率以及負荷功率的概率分布；?

步驟2：用牛頓法進行含風(fēng)電場電力系統(tǒng)確定性潮流的計算，求出靈敏度矩陣S₀；?

步驟3：計算各節(jié)點注入向量的各階半不變量；?

步驟4：根據(jù)注入量的各階半不變量分別求解狀態(tài)變量的各階半不變量；?

步驟5：根據(jù)Gram-Charlier級數(shù)展開求解概率密度函數(shù)和累積分布函數(shù)。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含風(fēng)電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，其特征在于，所述步驟1包括：?

假設(shè)風(fēng)速服從三參數(shù)的威布爾分布，則風(fēng)速的分布函數(shù)F_Weibull(v)為：?

式中，v為風(fēng)速，k、c、v₀分別代表威布爾分布的三個參數(shù)，其中k代表形狀參數(shù)，c代表尺度參數(shù)，v₀代表位置參數(shù)；?

根據(jù)給定風(fēng)機的切入、切出及額定風(fēng)速，計算風(fēng)機的輸出功率P_W如下式：?

式中：k₁＝P_r/(v_r-v_ci)；k₂＝-k₁v_ci，P_r為風(fēng)力發(fā)電機的額定功率，v_ci為切入風(fēng)速，v_r為額定風(fēng)速，v_co為切出風(fēng)速；?

分別根據(jù)負荷功率數(shù)據(jù)x₁、x₂、…、x_n和風(fēng)機的輸出功率P_W的歷史數(shù)據(jù)，計算期望和方差。?

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種含風(fēng)電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，其特征在于，所述步驟2包括：?

假設(shè)節(jié)點i連接有風(fēng)電場，則與節(jié)點i對應(yīng)的潮流方程為：?

式中，P_ei(V_i,θ_i,s_i)、Q_ei(V_i,θ_i,s_i)分別表示與變量V_i、θ_i和s_i有關(guān)的風(fēng)機有功功率和無功功率；P_Li、Q_Li分別表示負荷有功功率和無功功率；V_i、θ_i分別為節(jié)點i的電壓幅值和相角；G_ij、Bi_j分別為節(jié)點i、j間的電導(dǎo)與電納值；θ_ij為節(jié)點i、j間的相角差；s_i為異步機滑差；P_mi為風(fēng)力發(fā)電機的機械功率。?

求解上述潮流方程：在已知風(fēng)機有功功率和無功功率P_ei(V_i,θ_i,s_i)、Q_ei(V_i,θ_i,s_i)，負荷有功功率和無功功率P_Li、Q_Li，異步機滑差s_i，G_ij、B_ij的情況下，根據(jù)上述潮流方程，計算風(fēng)電場節(jié)點電壓幅值V_i和相角θ_i，通用表達式如下：?

W＝f(X)?

式中，W為節(jié)點注入向量，包括P_ei(V_i,θ_i,s_i)和Q_ei(V_i,θ_i,s_i)，為已知；X為節(jié)點狀態(tài)變量，包括節(jié)點的電壓幅值V_i和相角θ_i，為未知；?

在概率潮流計算中，節(jié)點注入向量是隨機變量，因此將其表示為：?

W＝W₀+ΔW?

式中，W₀為節(jié)點注入向量W的期望值，ΔW為節(jié)點注入向量W的隨機擾動；?

同理將狀態(tài)變量寫成?

X＝X₀+ΔX?

式中，X₀是狀態(tài)變量X的期望值，ΔX為狀態(tài)變量X的隨機變量；?

進行泰勒級數(shù)展開，忽略高次項，得到：?

W＝W₀+ΔW＝f(X₀+ΔX)＝f(X₀)+J₀ΔX?

其中：?

W₀＝f(X₀)?

通過牛頓法潮流計算解出系統(tǒng)的狀態(tài)變量X₀，J₀為牛頓法潮流計算最后一次迭代使用的雅克比矩陣；?

ΔW＝J₀ΔX?

因此有：?

ΔX＝J₀^-1ΔW＝S₀ΔW?

式中，S₀為J₀的逆矩陣，稱為靈敏度矩陣。?