[發明專利]一種基于多種隨機變量的電力系統概率潮流的計算方法

有效

• 申請號: 201710158773.6
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106786606B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 郭智祺;張雪霞;陳維榮
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 成都帝鵬知識產權代理事務所(普通合伙) 51265
• 代理人: 黎照西

本發明公開一種基于多種隨機變量的電力系統概率潮流的計算方法，包括步驟：S100，使用半不變量法計算連續型隨機變量產生的潮流響應；S200，使用多次確定性潮流計算離散型隨機變量產生的潮流響應；S300，將以上兩步的計算結果進行卷積處理，得到連續型和離散型隨機變量一起作用時的潮流響應。本發明能夠同時考慮連續型和離散型隨機變量在電力系統概率潮流計算中的運算，計算精度高且計算速度快。

技術領域

本發明屬于電力系統潮流計算技術領域，特別是涉及一種基于多種隨機變量的電力系統概率潮流的計算方法。

背景技術

概率潮流是一種有效研究隨機因素對電力系統影響的概率分析方法，其概念在1974年首次被Borkwska提出。在實際電力系統運行中，天氣條件的改變或人為操作產生了許多隨機因素，例如：負荷波動、光伏、風電、燃料電池出力的波動。確定性潮流計算不能全面的分析隨機因素對電力系統運行的影響。相反，概率潮流能夠全面的考慮隨機因素，并且容易的得到潮流響應(節點電壓、支路潮流)的概率分布和統計特征。因此，概率潮流的計算結果能更好的電力系統的穩態運行特性。

概率潮流可分為模擬法、近似法和解析法三種。其中，模擬法以蒙特卡洛法為主要代表。蒙特卡洛法可以被作為評估其他算法精度和效率優劣的標準。但是，蒙特卡洛法需要進行成千上萬次的確定性潮流計算，沉重的計算負擔極大的降低了其運算效率。為了解決蒙特卡洛法計算效率低的問題，點估計法被提出。點估計法是一種經典的近似法，然而由于計算潮流響應高階矩的過程中存在較大的，其無法準確的得到潮流響應的概率分布。

為了彌補點估計法在計算精度方面的不足，半不變量法被一些學者引入來解決概率潮流問題。半不變量法是解析法的主要代表，其能夠準確的得到潮流響應的概率密度函數或累積概率密度函數和統計特征，并且能很好的均衡計算精度和計算效率兩個關鍵的指標。盡管半不變量法具有以上眾多優點，但是其仍存在以下兩種誤差：1)線性化誤差。非線性潮流方程通過泰勒級數展開忽略高階項得到線性化潮流方程，其過程產生了線性化誤差。2)級數展開誤差。半不變量法需要使用Gram-Charlier、Cornish-Fisher或Edgeworth級數，將潮流響應的各階半不變量擬合成概率分布函數。如果級數不收斂，就會使潮流響應的概率密度函數出現負值或者累積概率密度函數的值大于1。綜上，這兩種誤差是由于隨機變量的波動造成的。隨機變量的波動越大，其造成的線性化誤差和級數展開誤差越大。

相關研究表明，離散型隨機變量對電力系統的影響遠大于連續型輸入變量。而以上三種概率潮流算法在同時考慮存在連續型和離散型隨機變量的電力系統概率潮流問題時都存在較大的計算誤差。且現有概率潮流算法計算精度低和計算速度慢的問題

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于多種隨機變量的電力系統概率潮流的計算方法，能夠同時考慮連續型和離散型隨機變量在電力系統概率潮流計算中的運算，計算精度高且計算速度快。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于多種隨機變量的電力系統概率潮流的計算方法，包括步驟：

S100，使用半不變量法計算連續型隨機變量產生的潮流響應；

S200，使用多次確定性潮流計算離散型隨機變量產生的潮流響應；

S300，將以上兩步的計算結果進行卷積處理，得到連續型和離散型隨機變量一起作用時的潮流響應。

進一步的是，所述步驟S100中所述的半不變量法包括步驟：

S101，計算連續型隨機變量的各階半不變量；

S102，將連續型隨機變量的各階半不變量代入線性化潮流方程，計算潮流響應的各階半不變量線性化的潮流方程；

S103，根據各階半不變量線性化的潮流方程，擬合潮流響應的概率密度函數。