[發明專利]一種考慮風電調度策略的多點線性化隨機潮流計算方法

在審

• 申請號: 201711248088.9
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107947179A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 秦超;曾沅;徐科
• 申請（專利權）人: 天津大學;國網天津市電力公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/46
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本發明屬于電力系統分析方法，尤其涉及一種考慮風電調度策略的多點線性化隨機潮流計算方法。

背景技術

潮流計算是電力系統分析與優化的基礎。隨著風電等間歇式能源的不斷并網，電力系統面臨不確定性因素顯著增加，確定性的潮流計算難以滿足高度不確定環境下電力系統分析的需要。隨機潮流(Probabilistic Load Flow，PLF)可綜合考慮負荷、發電等多種不確定因素，得出系統運行狀態的概率分布，為概率安全評估與決策優化等提供重要的參考。因此，電力系統隨機潮流得到了越來越多的學者關注。

早在1974年，Borkowska首次提出了電力系統隨機潮流的概念。此后，國內外相關學者已圍繞隨機潮流的模型與求解方法開展了廣泛的研究。概括來講，已有方法大致可分為模擬法、近似法和解析法三類。模擬法以蒙特卡洛模擬為典型代表，通過對隨機變量進行反復抽樣，獲取大量的樣本，進而對所有樣本進行確定性的潮流計算，最后統計獲得系統的電壓幅值與相角、支路潮流等變量的概率分布特性。模擬法具有適應性強，可較為方便的計及多種不確定性因素的特點，但其計算量較大，難以直接應用于實際大電網。近似法利用輸入隨機變量的數字特征近似描述系統狀態變量統計特性的方法，如：點估計法、一次二階矩法等。相比于模擬法，近似法具有顯著的計算速度優勢，但這類方法也存在一些缺陷：對于形式復雜的概率分布難以獲取準確的高階矩，這會限制點估計法的計算精度；一次二階矩法難以有效求解狀態變量的概率分布等。解析法借助一定的簡化方法，把狀態變量表示為輸入隨機變量的線性組合，進而進行卷積計算，快速獲得系統狀態變量的概率分布特征，包括卷積法和半不變量法等。解析法具有計算速度快，可獲得狀態變量的概率分布等優點，但由于采用了線性化的思想，在輸入隨機變量的變化范圍較大時，計算精度可能會較低。

發明內容

大規模風電的接入使得電網面臨的不確定性因素顯著增加。相對于傳統發電的不確定性與負荷的不確定性，風電出力的隨機性與多變性更為顯著，傳統的以線性化思想為基礎的隨機潮流計算方法難以滿足計算精度的要求。同時，在傳統的隨機潮流計算中，由于發電機出力和負荷概率分布的方差相對較小，系統的不平衡功率完全由平衡機承擔。而對于風電并網系統，在風電出力從0出力到滿出力變化所引起的系統不平衡功率完全由平衡機承擔是不合理的，因此，在含風電電力系統的隨機潮流計算時應考慮系統的調度策略，以使結果更貼近實際。

為了解決上述技術問題，本發明一種考慮風電調度策略的多點線性化隨機潮流計算方法，包括以下步驟：

步驟一、根據當前電力系統結構確定系統的發電分布參數、負荷分布參數、風電分布參數以及網架拓撲參數；

步驟二、依據風電場出力的概率分布特性，構建風電出力的出力場景集S_W；

步驟三、對步驟二中的風電的出力場景集S_W，逐個選取風電出力場景進行風電調度策略模擬，獲得傳統電廠出力水平；

步驟四、對各風電的出力場景進行潮流計算，通過節點注入的半不變量計算得到節點電壓幅值、節點電壓相角和支路潮流變量的半不變量和各階矩，進而根據Gram-Charlier級數計算得到這些變量的概率密度和累計概率密度分布；

步驟五、對所有風電出力場景下系統的潮流分布進行概率求和，獲得系統的隨機潮流結果。

進一步講，本發明考慮風電調度策略的多點線性化隨機潮流計算方法，其中，步驟三的具體內容包括：

借助經濟調度模型模擬風電并網后系統的調度策略，目標函數為如式(1)所示的所有傳統電廠的發電成本總和最小，

式(1)中，p_gi(r)為第r個風電出力場景下，發電機i的有功出力；a_i、b_i、c_i為發電機i的發電成本函數的系數；n_g為發電機的個數，

約束條件包括：

g(θ,V)＝0(2)