[發(fā)明專利]并網(wǎng)水電站系統(tǒng)不確定非線性模型構(gòu)建、分析方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210342385.4
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114723273A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭文成;劉楊;曹銳;王樂;白齊健;吳福林;陳姿
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F17/14;G06F17/18
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 胡秋萍

本發(fā)明公開并網(wǎng)水電站系統(tǒng)不確定非線性模型構(gòu)建、分析方法和系統(tǒng)，屬于并網(wǎng)水電站調(diào)速系統(tǒng)暫態(tài)特性分析領(lǐng)域。包括：建立不確定非線性并網(wǎng)運行水電站系統(tǒng)模型，基于不確定參數(shù)集下的不確定結(jié)果輸出的動態(tài)響應(yīng)。分析不確定輸出結(jié)果集的每個狀態(tài)變量在時刻t的平均值、最大值、最小值、方差、以及帶寬，選擇時間斷面的結(jié)果繪制分布圖和概率圖，分析在參數(shù)不確定時系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)輸出結(jié)果的分布與不確定性。根據(jù)并網(wǎng)運行水電站系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，提出偏離系統(tǒng)初始值最遠(yuǎn)點和關(guān)于時間序列的平均敏感性指標(biāo)；利用EFAST方法對特定分布下的參數(shù)的敏感性進(jìn)行分析。本發(fā)明較好地分析不同并網(wǎng)運行水電站系統(tǒng)的動態(tài)特性與不確定性以及參數(shù)敏感性，具有較好遷移性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于并網(wǎng)水電站調(diào)速系統(tǒng)暫態(tài)特性分析領(lǐng)域，更具體地，涉及 并網(wǎng)水電站系統(tǒng)不確定非線性模型構(gòu)建、分析方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水電站通常都是并入電網(wǎng)運行，與電網(wǎng)內(nèi)其他電站/機組一起執(zhí)行電力 系統(tǒng)負(fù)荷頻率調(diào)節(jié)任務(wù)，使機組輸出功率迅速跟蹤給定值。隨著我國雙碳 目標(biāo)的推動，風(fēng)電、光電等非水清潔能源將繼續(xù)快速發(fā)展并大規(guī)模接入電 網(wǎng)，而非水清潔能源具有較大隨機性和不確定性，與電網(wǎng)穩(wěn)定運行的矛盾 十分突出，水電對調(diào)解矛盾具有十分重要的作用和地位，是協(xié)調(diào)電網(wǎng)與風(fēng) 光火核電關(guān)系的調(diào)節(jié)器，也是國家構(gòu)建堅強智能電網(wǎng)的重要部分。所以對不確定并網(wǎng)運行水電站的建模及其不確定性與敏感性分析顯得至關(guān)重要。

參數(shù)敏感性分析對工程結(jié)構(gòu)的模型校驗、動態(tài)設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、系統(tǒng) 控制和可靠性分析等方面有著重要的參考與指導(dǎo)作用。前面有學(xué)者對并網(wǎng) 水電站的線性模進(jìn)行過研究，以往的分析方法和模型都是針對確定性系統(tǒng)、 孤網(wǎng)模型或者單機無窮大模型，主要側(cè)重于研究系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)特性， 且對參數(shù)的敏感性分析一般都是定性的和對單一的參數(shù)進(jìn)行分析，且?guī)缀?沒有人提出并網(wǎng)運行水電站的不確定性與敏感性分析方法和相關(guān)研究。所 以，亟需一種可以分析并表征確定/不確定非線性并網(wǎng)運行水電站的暫態(tài)特 性的數(shù)學(xué)模型，以及對不確定參數(shù)和擾動下的不確定系統(tǒng)動態(tài)輸出的不確 定性和敏感性進(jìn)行定量分析的方法和評價指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了并網(wǎng)水電站系統(tǒng)不確 定非線性模型構(gòu)建、分析方法和系統(tǒng)，其目的在于求解并得出系統(tǒng)的不確 定動態(tài)響應(yīng)的特性，并定量分析各不確定擾動或不確定參數(shù)對系統(tǒng)各狀態(tài) 變量的影響，即敏感性，可以為水電站站的參數(shù)選擇與電站設(shè)計提供良好 的指導(dǎo)作用。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種并網(wǎng)水電站系 統(tǒng)不確定非線性模型構(gòu)建方法，該構(gòu)建方法包括：

S1.構(gòu)建8個不確定擾動項，所述不確定擾動項為以下任一種：(1)周 期擾動：(2)隨機擾動(3) 階躍擾動：其中，ω_i＝2π/T_i，rand(1)為生成一個0-1的隨 機函數(shù)，T_i、A_i為第i個擾動的周期和幅度，i＝1，2，…，8；

S2.將8個不確定擾動項添加到并網(wǎng)水電站系統(tǒng)確定非線性模型，得到 并網(wǎng)水電站系統(tǒng)不確定非線性模型，具體如下：