[發明專利]一種基于隨機特征和級數計算的電網概率脆弱性評估方法

有效

• 申請號: 201711099360.1
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107846014B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 劉群英;趙任光;陳明華;張渙;張家樞;張昌華;高旭光
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種基于隨機特征和級數計算的概率脆弱性分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、建立發電機出力、負荷和風電場的出力概率模型以及輸電網線性化潮流計算模型；

(2)、基于發電機出力、負荷和風電場的出力概率模型以及輸電網線性化潮流計算模型，構建隨機擾動下含風電電力系統的隨機潮流計算模型，并推導得到節點電壓和支路有功、無功功率的概率分布模型；

(3)、基于節點電壓和支路有功、無功功率的概率分布模型，構建隨機擾動下含風電電力系統節點概率脆弱性評估指標、基于有功和無功的支路概率脆弱性評估指標；

(4)、根據各個節點和支路的概率脆弱性評估指標，結合聚類分析方法，根據支路脆弱程度進行分類，對電網中脆弱區域進行判別。

2.根據權利要求1所述的概率脆弱性分析方法，其特征在于，所述構建隨機擾動下含風電電力系統節點概率脆弱性評估指標、基于有功和無功的支路概率脆弱性評估指標為：

根據上面所構建的節點電壓U和支路有功P、無功功率Q的概率分布模型，分別構建隨機擾動下含風電電力系統節點概率脆弱性評估指標和支路概率脆弱性評估指標，其具體分為如下步驟：

c1、考慮到電壓變化范圍和相應的電壓概率密度函數，可得節點i電壓概率脆弱性評估指標如下：

式中，U_i為節點i的電壓幅值，f(U_i)為節點電壓U_i的概率密度函數，U_i0表示節點i的初始電壓值；U_cri表示節點i的臨界電壓值；U_{i_max}和U_{i_min}分別表示系統運行中節點i電壓的最大值和最小值；

c2、根據支路有功和無功功率傳輸波動范圍，分別提出基于有功功率分析和無功功率分析的支路概率脆弱性評估指標V(P_ij)和V(Q_ij)如下：

式中，f(P_ij)為支路ij的有功傳輸P_ij的概率密度函數，P_{ij_max}和P_{ij_min}為支路ij的有功傳輸P_ij的最大值和最小值；f(Q_ij)為支路ij的無功傳輸Q_ij的概率密度函數，Q_{ij_max}和Q_{ij_min}為支路ij上的無功傳輸Q_ij的最大值和最小值；P_ij0、Q_ij0為支路ij上流過的有功和無功的穩態值。

3.根據權利要求2所述的概率脆弱性分析方法，其特征在于，所述根據各個節點和支路的概率脆弱性評估指標，結合聚類分析方法，根據支路脆弱程度進行分類，對電網中脆弱區域進行判別為：

d1、電網中脆弱性區域判別方案，根據各個節點和支路的概率脆弱性評估指標計算結果，結合聚類分析方法，根據節點和支路脆弱性強弱程度進行分類，得出節點和支路脆弱性聚集區域，該區域則為電網中脆弱性區域，具體方法敘述如下：

采用K-means聚類分析方法將3.1、3.2.1和3.2.2中的節點或支路概率脆弱性評估指標聚類成m個簇，對于節點或支路概率脆弱性評估指標值{χ⁽¹⁾,.....,χ^(m)}，隨機選取k個聚類質心點為對于每一個樣本χ^(m),計算其所屬的類：

c^(m)＝argmin||χ^(m)-μ_(k)||² 4.1.1

對于每一類μ_(k)，重新計算該類的質心：

式中，k為給定的聚類數，N為自然數；c^(m)為樣本χ^(m)與k個類中距離最近的那個類，通過對上述過程重復迭代直到質心μ_(k)收斂；通過式4.1.1和4.1.2的聚類計算，可以得到節點和支路的集中脆弱區域，從而辨識出含風電電力系統最可能脆弱的區域。