[發明專利]一種基于Gauss-Hermite求積法的NATAF變換的概率潮流分析方法

有效

• 申請號: 201710909401.2
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107528322B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 劉福潮;彭志云;王維洲;張大品;張建華;鄭晶晶;彭晶;韓永軍;祿啟龍;王偉;彭穗;唐俊杰
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司電力科學研究院;重慶大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;G06F17/18
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

本發明公開一種基于Gauss?Hermite求積法的NATAF變換的概率潮流分析方法，以提高基于NATAF變換考慮不同分布的相關性的概率潮流(Probabilitic Power Flow,PPF)分析的速度，從而提升電力系統運行分析的工作效率。

技術領域

本發明涉及可再生能源接入電網的分析技術，以及負荷波動對電網影響的分析技術，尤其是針對可再生能源和負荷波動對電力系統的概率潮流分析方法。

背景技術

在清潔能源替代傳統能源的趨勢中，越來越多的可再生能源(如風力、光照等)被轉化為電能接入傳統的大電網。但是，由于這些新能源的隨機性、間歇性等性質，當代電力系統面臨了更多的安全穩定運行方面的難題。其次，隨著電動汽車的市場推廣，負荷模型中加入了與電網互動的考慮因素，因此在傳統的負荷波動問題帶來的不確定性的基礎上，電力網絡的不確定性問題越來越顯著。為了評估上述大量的不確定性因素對電力系統的影響，采用電力系統概率潮流計算與分析的方法已經被證明了是十分行之有效的方法[2]。

上述的不確定性輸入變量在實際運行場景中往往是具有相關性的。例如同一區域內負荷與負荷之間具有相關性，相鄰風電場的風速之間具有相關性，以及風速與日輻照度的相關性(通常呈現負相關)。因此，為了更準確地描述電網的運行狀態，輸入電網的隨機變量的相關性應當被考慮進概率潮流問題中。

當前，文獻[1]采用基于NATAF變換技術考慮不同分布之間的相關性，進而提出了基于NATAF變換的概率潮流分析算法。由于NATAF變換能夠將任意分布之間的相關性傳遞至高斯域，所以該方法在電力系統概率潮流的相關性分析中得到了廣泛的應用[1][3-4]。但是，目前在求解NATAF變換的過程中通常采用二分法直接對NATAF變換的雙重積分進行求解，這種求解NATAF變換的方法能夠得到較高精度的解，但是計算速度極慢，嚴重影響了概率潮流分析的速度。

針對上述問題，本專利采用了Gauss-Hermite求積法將NATAF變換過程中的二重積分近似為累加、累乘形式的多項式，進而采用二分法求解該多項式，得到變換后的相關矩陣和隨機變量，從而提高了相關性變換的速度，進而進一步提高了概率潮流分析的效率。

發明內容

本發明的目的是提高基于NATAF變換考慮不同分布的相關性的概率潮流分析的速度。

為實現本發明目的而采用的技術方案，可以概括為如下步驟，即所謂“基于Gauss-Hermite求積法的NATAF變換的概率潮流分析方法”：

1)獲取接入電力系統的n個不確定性輸入變量X＝(X₁,X₂,…,X_n)，它們分別服從一定的任意的概率分布，其中n為接入電網的不確定性輸入變量的數量，X₁,X₂,…,X_n是服從任意的累積分布函數的隨機輸入變量，例如n個風電場各自發出的有功功率值；

2)步獲取步驟1)中的隨機變量的原始相關系數矩陣C_x，矩陣C_x為n行n列矩陣，該矩陣中的元素用ρ_x(i,j)表示任意兩個隨機變量之間的相關系數，i和j分別代表X中第一個隨機變量的序號和第二個隨機變量的序號，也是該元素所在矩陣的行數和列數，i,j＝1、2……n；

并已知每個隨機變量X₁,X₂,…,X_n對應的累積分布函數Φ(·)，以及該分布函數對應的尺度參數D和形狀參數K,M；

其中：

特別指出，在實際運行的電力網絡中，可以根據新能源發電場所的歷史發電記錄，對本步驟中的累積分布函數的尺度參數D和形狀參數K,M進行估算。其中，下面給出常見的幾種新型能源(或負荷波動)的經典累積分布函數Φ(·)：