[發(fā)明專利]一種基于隨機特征和級數(shù)計算的電網(wǎng)概率脆弱性評估方法

有效

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• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107846014B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）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(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發(fā)明公開了一種基于隨機特征和級數(shù)計算的概率脆弱性分析方法，在發(fā)電機停運率、負荷和風電機組出力的隨機波動基礎(chǔ)上，基于概率來量化傳統(tǒng)發(fā)電機有功出力、風電場有功出力和負荷的隨機波動大小，更加全面且準確地凸顯了含風電電力系統(tǒng)的各種隨機擾動；同時融合隨機特性來進行脆弱環(huán)節(jié)的評估，更接近系統(tǒng)實際運行特性，將節(jié)點和支路的脆弱性結(jié)合在一起，通過聚類方法呈現(xiàn)顯著脆弱特征，能更準確的篩選出含風電電力系統(tǒng)潛在嚴重脆弱區(qū)域；此外通過隨機特征和級數(shù)計算，構(gòu)建節(jié)點和支路脆弱性評估指標，物理意義簡單明確，通過聚類對脆弱性強弱程度進行分類，易于得到各個脆弱性相關(guān)聯(lián)的節(jié)點和支路，提高了評估結(jié)果的準確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電網(wǎng)脆弱性評估技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種電力系統(tǒng)在風電出力擾動下的概率脆弱性評估技術(shù)即基于隨機特征和級數(shù)計算的概率脆弱性分析方法。

背景技術(shù)

近些年頻繁的大范圍停電事故，從側(cè)面表明大電網(wǎng)復雜性在不斷增加的同時，可靠性令人擔憂，而單純對某個事故或者某個器件進行安全分析，不足以找到事故發(fā)生的根本原因。

在風電大規(guī)模接入電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢下，電網(wǎng)運行環(huán)境的不斷改變，電力系統(tǒng)將經(jīng)受更復雜的隨機性影響，電力系統(tǒng)狀態(tài)復雜多變，加快建立與此新環(huán)境相適應(yīng)的電網(wǎng)分析計算方法、電力系統(tǒng)脆弱性評估方法已顯得日益緊迫。

傳統(tǒng)確定性的系統(tǒng)分析手段用于狀態(tài)多變的系統(tǒng)時，難發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)潛在脆弱點，因此，必須將傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)脆弱性評估方法向概率性脆弱性評估分析方向發(fā)展。

評估電網(wǎng)狀態(tài)脆弱性可以通過能量函數(shù)法、短路容量、勢能裕度和靈敏度技術(shù)等方法，來對系統(tǒng)中的脆弱節(jié)點和脆弱支路進行辨識。目前電力系統(tǒng)脆弱性評估可分為兩大類：狀態(tài)脆弱性評估和結(jié)構(gòu)脆弱性評估，且這兩種評估方法是目前應(yīng)用比較多的方法。其中，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)脆弱性可以從復雜網(wǎng)絡(luò)理論中帶權(quán)重的電氣介數(shù)和線路模型、加權(quán)熵變、協(xié)同效應(yīng)分析模型以及小世界拓撲模型，來識別系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上的脆弱環(huán)節(jié)。這些方法都只是常規(guī)地研究狀態(tài)和結(jié)構(gòu)脆弱性機理，單一地對系統(tǒng)狀態(tài)、拓撲結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)參數(shù)等其中部分因素來考察電網(wǎng)脆弱性勢必存在不足，尤其在風電大規(guī)模并網(wǎng)的新時期電力系統(tǒng)中，因為風電的隨機性導致了更加復雜的脆弱特性，這是脆弱性評估方法的探索面臨的新挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)脆弱性和狀態(tài)脆弱性評估單一性和非全面性的不足，提出一種基于隨機特征和級數(shù)計算的概率脆弱性分析方法，以系統(tǒng)全局的視角綜合考慮多種內(nèi)部和外部不確定因素，高精度、準確地對風電并網(wǎng)隨機擾動下的電力系統(tǒng)進行概率脆弱性評估。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明基于隨機特征和級數(shù)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(fā)電機出力、負荷和風電場的出力概率模型以及輸電網(wǎng)線性化潮流計算模型；

(2)、構(gòu)建隨機擾動下含風電電力系統(tǒng)的隨機潮流計算模型，并推導得到節(jié)點電壓和支路有功、無功功率的概率分布模型；

(3)、構(gòu)建隨機擾動下含風電電力系統(tǒng)節(jié)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(jù)各個節(jié)點和支路的概率脆弱性評估指標，結(jié)合聚類分析方法，根據(jù)支路脆弱程度進行分類，對電網(wǎng)中脆弱區(qū)域進行判別。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的。