[發(fā)明專(zhuān)利]一種考慮輸入變量相關(guān)性的概率動(dòng)態(tài)潮流計(jì)算方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510824118.0
• 申請(qǐng)日: 2015-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105305439A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張步涵;別佩;陸國(guó)俊;陳國(guó)炎;李航;欒樂(lè);王勇;吳佳思;鄧韋斯;曾遠(yuǎn)方;李枚;趙爽
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);廣州供電局有限公司電力試驗(yàn)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/00;G06Q50/06
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 廖盈春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種考慮輸入變量相關(guān)性的概率動(dòng)態(tài)潮流計(jì)算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

潮流計(jì)算是根據(jù)給定的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和發(fā)電機(jī)、負(fù)荷等元件的運(yùn)行條件，確定電力系統(tǒng)各部分穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的計(jì)算，是一種最基本、最重要、應(yīng)用最廣泛的電氣計(jì)算，是電力系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。

在常規(guī)的潮流模型中，一般都忽略了發(fā)電機(jī)組和負(fù)荷的功頻靜態(tài)特性，將除平衡機(jī)以外的發(fā)電機(jī)有功出力設(shè)置為固定值，導(dǎo)致將系統(tǒng)所有的不平衡功率分配給平衡節(jié)點(diǎn)，但這并不符合電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況。為了能更準(zhǔn)確地反映具有調(diào)頻能力的發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的有功功率隨系統(tǒng)頻率變化而變化的特性，動(dòng)態(tài)潮流的概念應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)潮流是基于將不平衡功率按照一定的比例分配給具有調(diào)頻能力的發(fā)電機(jī)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)電壓再進(jìn)行一次修正，但是這種算法收斂性差、求解速度慢。

此外，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中負(fù)荷和電源的不確定性也在逐步增大：用戶(hù)側(cè)負(fù)荷具有自主性和聚集效應(yīng)，且負(fù)荷預(yù)測(cè)存在誤差；隨著近年來(lái)風(fēng)電的大力發(fā)展，風(fēng)電的波動(dòng)性和不確定性同樣需要重點(diǎn)關(guān)注。如何在動(dòng)態(tài)潮流計(jì)算中考慮這些不確定性因素，并得到支路潮流、節(jié)點(diǎn)電壓和系統(tǒng)頻率的概率分布結(jié)果也成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

目前較為常用的概率潮流計(jì)算方法是蒙特卡洛模擬法、點(diǎn)估計(jì)法、半不變量法，其中，半不變量法由于計(jì)算速度快，且計(jì)算精度較高，在電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析評(píng)估中得到了廣泛的應(yīng)用。但該方法要求輸入隨機(jī)變量相互獨(dú)立，這在實(shí)際電網(wǎng)中并不總能滿(mǎn)足，比如相距較近的風(fēng)電場(chǎng)出力往往具有較強(qiáng)的相關(guān)性。若在計(jì)算過(guò)程當(dāng)中忽略了輸入變量之間的相關(guān)性，則會(huì)影響所得支路潮流、節(jié)點(diǎn)電壓和系統(tǒng)頻率的概率分布結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此研究計(jì)及輸入變量相關(guān)性的概率動(dòng)態(tài)潮流算法并探究相關(guān)性對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響也十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種考慮輸入變量相關(guān)性的概率動(dòng)態(tài)潮流計(jì)算方法及系統(tǒng)，建立了考慮電力系統(tǒng)功頻靜態(tài)特性概率潮流模型，并計(jì)及輸入變量的相關(guān)性，采用半不變量法進(jìn)行概率潮流計(jì)算。該方法除了能得到節(jié)點(diǎn)電壓和支路功率的概率分布，還能夠得到系統(tǒng)頻率的概率分布，可以為電力系統(tǒng)分析提供更加完整和準(zhǔn)確的綜合評(píng)估。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種考慮輸入變量相關(guān)性的概率動(dòng)態(tài)潮流計(jì)算方法，包括如下步驟：(1)根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、發(fā)電機(jī)出力和輸入隨機(jī)變量的概率特性，建立常規(guī)概率潮流模型；(2)考慮發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的功頻靜態(tài)特性，在常規(guī)概率潮流模型中增設(shè)頻率待求變量，并增加平衡節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)有功功率方程，由此得到概率動(dòng)態(tài)潮流模型中的修正方程；(3)根據(jù)概率動(dòng)態(tài)潮流模型中的修正方程，計(jì)算電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)運(yùn)行點(diǎn)；基礎(chǔ)運(yùn)行點(diǎn)包括狀態(tài)變量的基礎(chǔ)運(yùn)行點(diǎn)X₀、輸出變量的基礎(chǔ)運(yùn)行點(diǎn)Z₀、狀態(tài)變量對(duì)節(jié)點(diǎn)注入功率的靈敏度系數(shù)矩陣S₀和輸出變量對(duì)節(jié)點(diǎn)注入功率的靈敏度系數(shù)矩陣T₀；(4)根據(jù)輸入隨機(jī)變量的概率特性，利用狀態(tài)變量對(duì)節(jié)點(diǎn)注入功率的靈敏度系數(shù)矩陣S₀和輸出變量對(duì)節(jié)點(diǎn)注入功率的靈敏度系數(shù)矩陣T₀，計(jì)算狀態(tài)變量X和輸出變量Z的各階半不變量；(5)根據(jù)狀態(tài)變量的基礎(chǔ)運(yùn)行點(diǎn)X₀和輸出變量的基礎(chǔ)運(yùn)行點(diǎn)Z₀，以及狀態(tài)變量X和輸出變量Z的各階半不變量，求取狀態(tài)變量X和輸出變量Z的累積概率分布函數(shù)和概率密度分布函數(shù)。