[發明專利]一種分布式能源接入配電網風險評估方法

在審

• 申請號: 202110409935.5
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113312833A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 謝樺;吐爾洪
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06K9/62;G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/00;G06F111/08;G06F113/04;G06F113/06
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 張新利;謝建玲

本發明涉及一種分布式能源接入配電網風險評估方法，包括如下步驟：步驟1：輸入新能源出力歷史數據。步驟2：根據新能源歷史出力數據相關性，采用解析法計算得到具有相關性的輸入隨機變量。步驟3：采用K?means聚類算法對輸入的新能源出力變量進行聚類，得到多個聚類樣本簇。步驟4：對簇中心樣本的進行確定性潮流計算，并對同簇內其他樣本點根據簇中心狀態變量及雅克比矩陣進行線性化潮流求解，采用分段線性化的方法計算所有新能源出力樣本對應的狀態變量。步驟5：對計算得到的系統狀態變量對應計算風險指標。步驟6：結合輸入的新能源出力對所有風險指標計算結果采用統計的方法計算概率密度函數。

技術領域

本發明涉及電力系統研究領域，具體說是一種分布式能源接入配電網風險評估方法。

背景技術

風能和太陽能等可再生能源發電接入配電網，可有效替代傳統發電方式。隨著大量分布式可再生能源發電的并網，配電網從傳統的無源網絡轉變為雙向潮流的有源網。雖然給配電網可靠性帶來了好處，但是這些分布式電源出力的隨機性可能會給配電系統的安全性帶來風險。本發明提出的風險評估方法可用于分析電力系統可靠性。

關于風險評估方法，蒙特卡洛模擬方法是被廣泛采用的方法，該方法通過生成大量計算相關指標的概率分布，從而得到模擬結果，但計算量很大，計算時間較長。此外，有文獻采用分析方法，如基于累積量的分析方法，根據靈敏度和級數展開計算相關指標的分布?，F有的方法存在計算過程非常復雜、不易實現的問題。本發明考慮時間嚴重度和發生概率的風險評估，更有利于系統規劃時做決策。

分布式新能源接入配電網中不確定因素是復雜多樣的，在本文中主要考慮由多種新能源出力的隨機性，如風速具有波動、間歇等特性，不同風場在不同時間段里風速特性也不同；以及分布式新能源出力之間的相關性，風電場通常在夜間達到最大輸出功率，而光伏電場在有陽光的白天進行發電，風電與光伏發電在內部出力具有相關性，但彼此出力之間是沒有相關性的。同一區域的光伏和風電出力在彼此內部也具有相關性；針對新能源不同出力情況，將不確定因素作為系統的輸入隨機變量。

發明內容

可再生能源發電的隨機性給配電網絡的系統帶來了運行風險。本文提出了一種考慮新能源發電出力相關性且隨機性的配電網風險評估方法。首先，根據真實太陽能光伏發電系統和風電場的歷史數據得到多個新能源發電的相關性，并采用Nataf逆變換和Chlosky分解的方法分別生成具有相關性的光伏、風電隨機出力樣本數據。其次，根據新能源發電出力計算不同運行狀態下配電系統潮流，采用分段線性化的方法簡化計算了含分布式新能源接入配電網的不確定性。然后計算通過使用概率乘以嚴重性來計算系統風險指數。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種分布式能源接入配電網風險評估方法，包括如下步驟：

步驟1：輸入配電網絡系統中需要接入的新能源裝置的新能源出力歷史數據；

步驟2：根據步驟1輸入的新能源出力歷史數據進行相關性建模，采用解析法計算得到具有相關性的新能源出力樣本數據，作為配電網絡系統的輸入隨機變量；

步驟3：采用K-means聚類算法以步驟2中得到的新能源出力樣本為變量進行聚類，得到多個聚類樣本簇；

步驟4：選擇一個聚類樣本簇，對簇中心樣本進行確定性潮流計算，并對同簇內其他樣本點根據簇中心狀態變量及雅克比矩陣進行線性化潮流求解，采用分段線性化的方法計算所有新能源出力樣本對應的配電網絡系統狀態變量，直至所有聚類簇選擇完成，進入步驟5；

步驟5：對步驟4計算得到的配電網絡系統狀態變量對應計算風險指標；

步驟6：結合步驟2得到的新能源出力樣本數據對所有風險指標計算結果采用統計的方法計算概率密度函數；