[發(fā)明專利]一種考慮彈性裕度的城市輸電網(wǎng)安全概率評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810553664.9
• 申請(qǐng)日: 2018-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN108764738B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂林;楊昕然;許立雄;劉友波;姚一楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué);國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11870
• 代理人: 呂春艷

1.一種考慮彈性裕度的城市輸電網(wǎng)安全概率評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、初始化電網(wǎng)和高壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、元件參數(shù)和節(jié)點(diǎn)注入功率概率模型，所述節(jié)點(diǎn)注入功率概率模型包括風(fēng)電場(chǎng)輸出功率概率模型和節(jié)點(diǎn)綜合負(fù)荷功率需求概率模型；

S2、通過三點(diǎn)估計(jì)法原則選取節(jié)點(diǎn)注入功率概率模型中隨機(jī)變量的估計(jì)點(diǎn)，形成樣本評(píng)估矩陣X_r；

S3、對(duì)樣本矩陣X_r中的每個(gè)評(píng)估樣本計(jì)算電網(wǎng)安全裕度的評(píng)估指標(biāo)值及其對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)；

S4、當(dāng)?shù)玫剿性u(píng)估樣本的評(píng)估指標(biāo)值及其對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)時(shí)，進(jìn)入步驟S5，否則返回步驟S3；

S5、通過權(quán)重系數(shù)計(jì)算每個(gè)評(píng)估樣本評(píng)估指標(biāo)值的v階原點(diǎn)矩，利用Cornish－fisher級(jí)數(shù)展開v階原點(diǎn)矩得到輸電網(wǎng)的安全概率分布；

所述步驟S3的具體步驟為：

S31、計(jì)算輸電網(wǎng)支路i的安全裕度RSSD_i，計(jì)算公式為：

在公式(4)中，P_imax為支路i的最大傳輸容量，P_i為支路i的當(dāng)前傳輸功率，σ_G-i為各電源對(duì)支路i貢獻(xiàn)因子G_m-i的標(biāo)準(zhǔn)差，σ_L-i為各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷對(duì)支路i貢獻(xiàn)因子G_n-i的標(biāo)準(zhǔn)差；

其中，各電源對(duì)支路i貢獻(xiàn)因子G_m-i的計(jì)算公式為：

在公式(5)中，ΔP_i為支路i的有功出力變化量，ΔP_Gm為節(jié)點(diǎn)m電源的有功出力變化量，X_i為支路i的電抗，l、k為支路i的首末節(jié)點(diǎn)，X_lm、X_km分別為電抗矩陣中的第l行m列、第k行m列；

各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷對(duì)支路i貢獻(xiàn)因子G_n-i的計(jì)算公式為：

在公式(6)中，ΔP_Ln為節(jié)點(diǎn)n負(fù)荷的變化量，X_ln、X_kn分別為電抗矩陣中的第l行n列、第k行n列；

S32、計(jì)算電網(wǎng)安全裕度的評(píng)估指標(biāo)值RSSD，計(jì)算公式為：

RSSD＝min(RSSD_i)i∈S_L (7)

在公式(7)中，S_L為包含所有支路的集合；

S33、通過高壓配電網(wǎng)拓?fù)渲貥?gòu)使電網(wǎng)安全裕度的評(píng)估指標(biāo)值RSSD最大，構(gòu)建優(yōu)化模型，所述優(yōu)化模型包括目標(biāo)函數(shù)和約束條件；

目標(biāo)函數(shù)為：

f＝max RSSD (8)

第i種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的交流潮流約束為：

在公式(9)中，分別為節(jié)點(diǎn)j處風(fēng)電場(chǎng)的有功和無功功率，分別為節(jié)點(diǎn)j處負(fù)荷的有功需求和無功需求，為與節(jié)點(diǎn)j相連的節(jié)點(diǎn)k的電壓，為節(jié)點(diǎn)j的電壓，為連接節(jié)點(diǎn)k與j支路的電導(dǎo)，為節(jié)點(diǎn)k與j的電壓相位差，為連接節(jié)點(diǎn)k與j支路的電納；

其中，節(jié)點(diǎn)j處負(fù)荷的有功需求的計(jì)算公式為：

在公式(10)中，為重構(gòu)前節(jié)點(diǎn)j處的有功負(fù)荷，為重構(gòu)后第i種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下節(jié)點(diǎn)j處轉(zhuǎn)移的有功負(fù)荷；

節(jié)點(diǎn)j處負(fù)荷的無功需求的計(jì)算公式為：

在公式(11)中，為重構(gòu)前節(jié)點(diǎn)j處的無功負(fù)荷，為重構(gòu)后第i種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下節(jié)點(diǎn)j處轉(zhuǎn)移的無功負(fù)荷；

第i種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的斷面功率約束為：

在公式(12)中，為第n個(gè)斷面聯(lián)絡(luò)線上傳輸?shù)挠泄β剩瑸榈趎個(gè)斷面有功功率設(shè)定值，S_link,n為第n個(gè)斷面所包含的聯(lián)絡(luò)線集合，N_cut為斷面?zhèn)€數(shù)；

第i種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下風(fēng)電的有功和無功輸出功率上下限約束為：

在公式(13)中，為節(jié)點(diǎn)j處的風(fēng)電有功輸出功率下限，為節(jié)點(diǎn)j處的風(fēng)電有功輸出功率上限，為節(jié)點(diǎn)j處的風(fēng)電無功輸出功率下限，為節(jié)點(diǎn)j處的風(fēng)電無功輸出功率上限；

第i種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下節(jié)點(diǎn)電壓約束為：

在公式(14)中，V_min為節(jié)點(diǎn)電壓下限，V_max為節(jié)點(diǎn)電壓上限；

第i種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下支路功率約束為：

在公式(15)中，為連接節(jié)點(diǎn)k與j的支路傳輸功率，為連接節(jié)點(diǎn)k與j的支路傳輸功率下限，為連接節(jié)點(diǎn)k與j的支路傳輸功率上限；

重構(gòu)時(shí)配電單元組D_w開關(guān)次數(shù)限制：

0≤D_w≤D_w,max (16)

在公式(16)中，D_w,max為單元組D_w最大開關(guān)動(dòng)作次數(shù)；

S34、在優(yōu)化模型中加入風(fēng)電場(chǎng)輸出功率概率模型和節(jié)點(diǎn)綜合負(fù)荷功率需求概率模型，構(gòu)成輸電網(wǎng)安全裕度與各節(jié)點(diǎn)注入功率之間的非線性模型：

F＝h(X) (17)

在公式(17)中，h()為各節(jié)點(diǎn)注入功率與輸電網(wǎng)安全裕度的非線性函數(shù)關(guān)系，X為各個(gè)節(jié)點(diǎn)的注入功率用隨機(jī)向量，X＝[X₁,X₂,…,X_m]；

S35、通過求解非線性模型得到評(píng)估指標(biāo)值RSSD；

S36、計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率和綜合負(fù)荷需求X_i的采樣值x_i,k：

x_i,k＝μ_i+ξ_i,kσ_i，k＝1,2,3 (18)

在公式(18)中，μ_i、σ_i分別為變量X_i的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，ξ_i,k為采樣值x_i,k的位置系數(shù)；

其中，位置系數(shù)ξ_i,k的計(jì)算公式為：

S37、通過位置系數(shù)ξ_i,k計(jì)算權(quán)重系數(shù)ω_i,k：

在公式(20)中，λ_i,3和λ_i,4分別為變量X_i的偏度和峰度，ξ_i,1和ξ_i,2分別為變量X_i的左右估計(jì)點(diǎn)的位置系數(shù)，m為有注入功率的節(jié)點(diǎn)數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮彈性裕度的城市輸電網(wǎng)安全概率評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S1中計(jì)算節(jié)點(diǎn)注入功率概率模型的具體步驟為：

S11、計(jì)算風(fēng)電的輸出功率P_wind，計(jì)算公式為：

在公式(1)中，v為風(fēng)速，v_ci為切入風(fēng)速，v_r為額定風(fēng)速，v_co為切出風(fēng)速，P_r為風(fēng)電機(jī)組的額定功率，

S12、計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)輸出功率概率模型f(P_wind)，計(jì)算公式為：

在公式(2)中，K為Weibull分布形狀參數(shù)，C為尺度參數(shù)；

S13、計(jì)算t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)綜合負(fù)荷功率需求概率模型，計(jì)算公式為：

在公式(3)中，μ_P,t、σ_P,t分別為t時(shí)刻綜合節(jié)點(diǎn)負(fù)荷的有功期望值和標(biāo)準(zhǔn)差，P_L為綜合負(fù)荷有功功率需求，μ_CLQ,t為常規(guī)負(fù)荷無功期望值，σ_CLQ,t為常規(guī)負(fù)荷無功標(biāo)準(zhǔn)差，Q_L為綜合負(fù)荷無功功率需求。