[發(fā)明專利]一種含經(jīng)VSC-HVDC并網(wǎng)海上風(fēng)電場(chǎng)的交直流系統(tǒng)概率最優(yōu)潮流計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410712992.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104392135A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫國(guó)強(qiáng);李逸馳;衛(wèi)志農(nóng);余爽;孫永輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): 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: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種含經(jīng)VSC-HVDC并網(wǎng)海上風(fēng)電場(chǎng)的交直流系統(tǒng)概率最優(yōu)潮流(probabilistic?optimal?power?flow，POPF)計(jì)算方法，適用于解決風(fēng)速和負(fù)荷變化時(shí)，交直流系統(tǒng)POPF的狀態(tài)量和控制量的概率分布的求解。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化石能源與環(huán)境之間的矛盾日益突出，開(kāi)發(fā)和利用新能源已經(jīng)成為世界共識(shí)。風(fēng)能作為一種清潔、可再生的綠色能源在世界范圍內(nèi)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。同陸上風(fēng)電相比，海上風(fēng)電具有風(fēng)速高、噪音小等優(yōu)點(diǎn)。1990年丹麥安裝了第一臺(tái)海上風(fēng)電示范機(jī)組以來(lái)，海上風(fēng)電技術(shù)得到快速發(fā)展，2011年亞洲首個(gè)柔性直流示范工程——上海南匯風(fēng)電場(chǎng)直流輸電工程投運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)在柔性直流輸電領(lǐng)域已處于世界領(lǐng)先水平。遠(yuǎn)距離傳輸?shù)暮Ｉ巷L(fēng)電通常采用VSC-HVDC進(jìn)行并網(wǎng)，VSC-HVDC具有實(shí)現(xiàn)有功、無(wú)功獨(dú)立控制和向無(wú)源網(wǎng)絡(luò)供電等優(yōu)勢(shì)。因此，發(fā)展基于VSC-HVDC并網(wǎng)的海上風(fēng)電是未來(lái)風(fēng)電發(fā)展的新趨勢(shì)。

最優(yōu)潮流(optimal?power?flow，OPF)是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運(yùn)行分析的重要工具。由于風(fēng)電場(chǎng)出力的隨機(jī)性和間歇性，傳統(tǒng)確定性O(shè)PF已無(wú)法適用，因此需要考慮計(jì)及不確定因素的POPF。POPF是一種隨機(jī)分析方法，它可以根據(jù)隨機(jī)變量的已知概率信息，求取狀態(tài)變量和控制變量的概率分布情況。因此，在海上風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)VSC-HVDC并網(wǎng)的背景下，亟需解決交直流系統(tǒng)的POPF問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明提出一種含經(jīng)VSC-HVDC并網(wǎng)海上風(fēng)電場(chǎng)的交直流系統(tǒng)POPF計(jì)算方法，根據(jù)輸入變量的概率分布，求取輸出狀態(tài)變量和控制變量的概率分布情況，用于分析交直流系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

技術(shù)方案：一種含經(jīng)VSC-HVDC并網(wǎng)海上風(fēng)電場(chǎng)的交直流系統(tǒng)POPF計(jì)算方法，包括如下步驟：

(1)利用非參數(shù)核密度估計(jì)擬合海上風(fēng)速的概率分布，并用相關(guān)系數(shù)矩陣描述多座風(fēng)電場(chǎng)間風(fēng)速的相關(guān)性，建立風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的概率模型以及VSC-HVDC的穩(wěn)態(tài)模型；

(2)采用拉丁超立方采樣(Latin?hypercube?sampling，LHS)方法得到標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布樣本，應(yīng)用Nataf變換理論得到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布樣本，應(yīng)用等概率原理得到計(jì)及相關(guān)性的輸入變量樣本；

(3)建立確定性含經(jīng)VSC-HVDC并網(wǎng)海上風(fēng)電場(chǎng)的OPF模型，以常規(guī)發(fā)電機(jī)組和海上風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電費(fèi)用最小作為目標(biāo)函數(shù)，以交流系統(tǒng)功率平衡、VSC-HVDC的輸入輸出功率平衡和直流網(wǎng)絡(luò)的電流平衡作為等式約束，以交流系統(tǒng)發(fā)電機(jī)和風(fēng)電場(chǎng)出力約束，節(jié)點(diǎn)電壓和線路功率約束，VSC的調(diào)制比和功率約束以及直流節(jié)點(diǎn)的電壓約束作為不等式約束。

(4)對(duì)每組樣本進(jìn)行確定性O(shè)PF計(jì)算，得到輸出變量的樣本，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法得到輸出變量的數(shù)字特征和概率分布。

上述的含經(jīng)VSC-HVDC并網(wǎng)海上風(fēng)電場(chǎng)的交直流系統(tǒng)POPF計(jì)算方法中，海上風(fēng)速的概率模型為：

假設(shè)X₁，X₂，…，X_N是某一海上位置的N個(gè)實(shí)際風(fēng)速樣本，則該地區(qū)海上風(fēng)速概率密度函數(shù)的核估計(jì)為：