[發明專利]一種計算多機平衡的概率潮流的方法有效

申請號：	201410554436.5	申請日：	2014-10-17
公開（公告）號：	CN104268435B	公開（公告）日：	2017-07-14
發明（設計）人：	石飛;馮樹海;於益軍;王珂;李亞平;周竟;曾丹;王禮文;劉俊;徐鵬	申請（專利權）人：	國家電網公司;中國電力科學研究院
主分類號：	H02J3/06	分類號：	H02J3/06
代理公司：	北京安博達知識產權代理有限公司11271	代理人：	徐國文
地址：	100031 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種計算平衡概率潮流方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種概率潮流計算方法，具體講涉及一種計算多機平衡的概率潮流的方法。

背景技術

隨著全球經濟的快速發展，與日俱增的世界能源需求和以化石燃料為主的礦物能源消費格局，導致能源資源短缺、環境污染以及氣候變化問題日益突出。世界各國基于自身資源條件和經濟發展目標，積極投身于發展綠色能源產業，以期增加本國的能源供應。我國正處于間歇性能源發電的高速發展階段，截至2013年末，中國風電累計裝機容量9142萬千瓦，居世界第一。2013年中國新增光伏裝機容量1130萬千瓦，居世界第一，約占全世界的三成?？焖僭鲩L的間歇性能源為電力行業的發展帶來了新的亮點和增長點，同時也給電網調度運行帶來了新的挑戰。

間歇式能源的波動性來源于其自然資源的波動，如風速的變化，太陽光照的強弱等。這些自然資源的天然波動性導致了風電和光伏發電具有間歇性和隨機性，而電力系統又需要功率實時平衡，它們的接入勢必將對電力系統帶來巨大的挑戰。隨著間歇性能源發電滲透率提升，其長時間、高頻度、大尺度的隨機出力波動將給電網安全運行帶來更大的風險。傳統的電網潮流分析研究大多基于確定性模型，但是間歇式能源的出力在天氣等不確定因素的影響下隨機變化，從而引起電力系統運行狀態的不斷變化。因此采用確定性模型進行潮流計算得到的結果，不能準確反映其對電力系統運行的影響。

運用概率統計方法的概率潮流計算的處理系統運行中的隨機變化因素，給出了系統運行電壓、支路潮流等概率分布情況，可以更深刻地揭示系統運行狀況，為系統安全運行決策提供更完整的信息。通常，在建立節點概率模型時，用概率模型表征間歇式可再生能源的不確定出力，常規火電、水電機組的出力為固定值。在概率潮流計算中，通常設置一臺實際發電機作為唯一的平衡節點，用以平衡系統中的不平衡功率，這意味著所有間歇式能源出力波動所造成的不平衡功率都由一臺固定的發電機來承擔，這與電力系統的實際運行特點并不相符。當間歇式能源出力波動給電網帶來的不平衡功率較小時，利用只有一個平衡發電機的常規概率潮流計算來計算系統潮流，對計算結果影響不大；而當系統的不平衡功率較大時，計算結果則可能與實際情形有較大偏差。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種計算多機平衡的概率潮流的方法，本發明在傳統半不變量法概率潮流計算的基礎上，對待求變量的各階半不變量求取過程進行了一定的修正，改進的半不變量概率潮流算法可以計及多臺發電機共同參與調頻的效果。本發明可以模擬電力系統實際運行過程中，當系統發電出力和負荷功率不平衡時，大量具備調頻能力的發電機通過一次調頻或二次調頻的方式參與全網不平衡功率的調節，實現電網功率瞬時平衡和頻率穩定的過程。本發明無論一次調頻還是二次調頻，在計算過程中均按指定系數對系統不平衡功率進行分配，但一次調頻與二次調頻將采用不同的分配系數：一次調頻時，分配系數由發電機調頻特性決定，二次調頻時，分配系數由AGC(Automatic Generation Control，自動發電量控制系統。電力能量管理系統中的一項重要功能，它控制著調頻機組的出力，以滿足不斷變化的用戶電力需求，并使系統處于經濟、安全的運行狀態)調節策略決定。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

一種計算多機平衡的概率潮流的方法，其改進之處在于，所述方法包括

(1)獲取所述概率潮流計算數據；

(2)潮流計算；

(3)獲取雅克比矩陣和基態支路潮流；

(4)修正雅克比矩陣；

(5)求靈敏度矩陣；

(6)計算負荷和發電機的功率各階半不變量；

(7)計算節點注入功率的各階半不變量；

(8)計算節點電壓與支路功率的各階半不變量；

(9)計算節點電壓與支路功率的各階中心距；

(10)計算節點電壓與支路功率的分布規律。