[發(fā)明專利]一種計(jì)及能源不確定性的概率潮流分析方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010420433.8
• 申請(qǐng)日: 2020-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111786391A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曉楠;崔暉;黃國(guó)棟;朱炳銓;項(xiàng)中明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/06
• 分類號(hào): H02J3/06;H02J3/00;H02J3/46
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

本發(fā)明公開(kāi)了一種計(jì)及能源不確定性的概率潮流分析方法及系統(tǒng)，所述方法包括：基于預(yù)測(cè)日的天氣對(duì)同一風(fēng)速帶上多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)在各時(shí)段的出力進(jìn)行預(yù)測(cè)；基于預(yù)先構(gòu)建的預(yù)測(cè)誤差分布模型和各風(fēng)電場(chǎng)在各時(shí)段的預(yù)測(cè)出力，得到各時(shí)段各風(fēng)電場(chǎng)出力的波動(dòng)；基于協(xié)方差矩陣轉(zhuǎn)換法對(duì)所述各時(shí)段各風(fēng)電場(chǎng)出力的波動(dòng)進(jìn)行解耦；對(duì)解耦后各時(shí)段的各風(fēng)電場(chǎng)出力波動(dòng)采用半不變量法進(jìn)行計(jì)算，得到各時(shí)段各條線路的概率潮流分布。本發(fā)明克服了現(xiàn)有概率潮流模型技術(shù)的考慮單時(shí)段的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了多時(shí)段預(yù)想概率潮流。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種計(jì)及能源不確定性的概率潮流分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

雖然概率潮流領(lǐng)域已經(jīng)使用級(jí)數(shù)分解和半不變量方法來(lái)分析功率注入、機(jī)組和設(shè)備停運(yùn)等隨機(jī)因素對(duì)有功無(wú)功潮流的影響，但當(dāng)前概率潮流(包括交流模型和直流模型)還是主要針對(duì)單時(shí)段，同時(shí)當(dāng)前優(yōu)化調(diào)度領(lǐng)域主要集中在研究隨機(jī)電源單點(diǎn)接入產(chǎn)生的影響，并未考慮多時(shí)刻之間的相關(guān)性。

由于發(fā)電計(jì)劃編制時(shí)一般不考慮常規(guī)機(jī)組啟停和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不確定性對(duì)計(jì)劃潮流的影響，因此結(jié)合發(fā)電計(jì)劃的關(guān)注重點(diǎn)，重點(diǎn)關(guān)注間歇能源和負(fù)荷預(yù)測(cè)等注入功率預(yù)測(cè)誤差不確定性對(duì)計(jì)劃潮流和備用的影響。優(yōu)化調(diào)度中計(jì)劃潮流計(jì)算主要受兩部分變量影響，一是確定變量，如常規(guī)水火電機(jī)組的開(kāi)停和出力；二是隨機(jī)變量，如各風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)功率預(yù)測(cè)誤差。考慮各點(diǎn)注入功率預(yù)測(cè)誤差不確定性相互獨(dú)立的情況，推導(dǎo)出直流潮流下預(yù)想潮流概率分布表達(dá)形式和解析推導(dǎo)過(guò)程，通過(guò)卷積計(jì)算或級(jí)數(shù)分解來(lái)求取狀態(tài)變量的概率分布。由于卷積計(jì)算量大，考慮使用半不變量和級(jí)數(shù)展開(kāi)(簡(jiǎn)稱半不變量法)等方法來(lái)代替卷積計(jì)算。通過(guò)各間歇電源注入功率預(yù)測(cè)誤差的分布函數(shù)計(jì)算各階原點(diǎn)矩、中心矩和半不變量，將卷積運(yùn)算簡(jiǎn)化為注入功率各階半不變量的代數(shù)運(yùn)算，求取待求隨機(jī)變量的各階半不變量后，利用級(jí)數(shù)展開(kāi)等方法可以求出待求概率潮流，表達(dá)為常規(guī)機(jī)組(火電、水電)開(kāi)停、出力、各風(fēng)場(chǎng)預(yù)測(cè)誤差變量的函數(shù)。

短期發(fā)電調(diào)度需要考慮未來(lái)多個(gè)時(shí)段的預(yù)想潮流情況，如日前需要考慮96個(gè)時(shí)段，這與概率潮流僅考慮一個(gè)時(shí)段不同，而現(xiàn)有的概率潮流模型技術(shù)主要集中在研究隨機(jī)電源單點(diǎn)接入產(chǎn)生的影響，缺乏風(fēng)力發(fā)電風(fēng)速對(duì)各個(gè)時(shí)段的關(guān)聯(lián)性影響，因此需要研究連續(xù)多時(shí)段的概率潮流的解析推導(dǎo)方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種計(jì)及能源不確定性的概率潮流分析方法，包括：

基于預(yù)測(cè)日的天氣對(duì)同一風(fēng)速帶上多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)在各時(shí)段的出力進(jìn)行預(yù)測(cè)；

基于預(yù)先構(gòu)建的預(yù)測(cè)誤差分布模型和各風(fēng)電場(chǎng)在各時(shí)段的預(yù)測(cè)出力，得到各時(shí)段各風(fēng)電場(chǎng)出力的波動(dòng)；

對(duì)所述各時(shí)段各風(fēng)電場(chǎng)出力的波動(dòng)進(jìn)行解耦；

對(duì)解耦后各時(shí)段的各風(fēng)電場(chǎng)出力波動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，得到各時(shí)段各條線路的概率潮流分布。

優(yōu)選的，所述基于預(yù)測(cè)日的天氣對(duì)同一風(fēng)速帶上多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)在各時(shí)段的出力進(jìn)行預(yù)測(cè)，包括：

基于預(yù)測(cè)日的天氣信息采用自回歸滑動(dòng)平均模型預(yù)測(cè)單一風(fēng)電場(chǎng)在各時(shí)段的風(fēng)速；

基于單一風(fēng)場(chǎng)在各時(shí)段的風(fēng)速通過(guò)時(shí)移技術(shù)預(yù)測(cè)位于同一風(fēng)速帶上的多個(gè)相關(guān)風(fēng)電場(chǎng)在各時(shí)段的風(fēng)速；

基于各風(fēng)電場(chǎng)在各時(shí)段的風(fēng)速利用風(fēng)機(jī)功率輸出模型對(duì)各風(fēng)電場(chǎng)在各時(shí)段的出力進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到各風(fēng)電場(chǎng)在各時(shí)段的預(yù)測(cè)出力。

優(yōu)選的，所述基于單一風(fēng)場(chǎng)在各時(shí)段的風(fēng)速通過(guò)時(shí)移技術(shù)預(yù)測(cè)位于同一風(fēng)速帶上的多個(gè)相關(guān)風(fēng)電場(chǎng)在各時(shí)段的風(fēng)速，包括：

將單一風(fēng)場(chǎng)在各時(shí)段的風(fēng)速帶入預(yù)先構(gòu)建的風(fēng)速預(yù)測(cè)序列模型中，依次得到位于同一風(fēng)速帶上的多個(gè)相關(guān)風(fēng)電場(chǎng)在各時(shí)段的風(fēng)速；

所述風(fēng)速預(yù)測(cè)序列模型為基于自相關(guān)系數(shù)-時(shí)移的曲線構(gòu)建參考風(fēng)速時(shí)間序列與待求解風(fēng)速時(shí)間序列之間的時(shí)移關(guān)系。