[發(fā)明專利]基于非參數(shù)核密度估計的時序概率潮流計算方法

在審

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• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114756808A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岑劍峰;陶毅剛;李小偉;郭祚剛;張俊成;雷金勇;黎敏;徐敏;譚曉虹;崔志威;萬松;黃柳軍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司;南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F17/15
• 分類號: G06F17/15;G06F17/18;H02J3/36;H02J3/38
• 代理公司: 廣州市專注魚專利代理有限公司 44456
• 代理人: 張志鵬

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域，公開了一種基于非參數(shù)核密度估計的時序概率潮流計算方法；該方法首先將高滲透率新能源接入的配電網(wǎng)進行典型場景劃分，將其劃分為若干個時序；其次，利用非參數(shù)核密度估計擬合每個時序下新能源出力分布；最后，利用半不變量數(shù)學(xué)解析法計算獲得隨機輸入變量的各階半不變量，通過Cram?Charlier級數(shù)展開公式輸出狀態(tài)變量概率密度函數(shù)和累積密度函數(shù)。該方法不受經(jīng)驗參數(shù)的限制，可以準(zhǔn)確的擬合時間尺度更短的新能源出力特性，可以進行更為精確的時序概率潮流的計算。提供更為精確的計算結(jié)果，利于調(diào)度人員實時的獲取電網(wǎng)的信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于非參數(shù)核密度估計的時序概率潮流計算方法。

背景技術(shù)

由于光伏和風(fēng)電等新能源受自然條件的影響，其出力具有波動性和隨機性，這類分布式電源大規(guī)模的接入配電網(wǎng)會對配電網(wǎng)的安全可靠運行帶來巨大的挑戰(zhàn)，會給電力系統(tǒng)帶來諸多不確定性，使得傳統(tǒng)的確定性潮流計算方法不再適用于配電網(wǎng)的潮流計算。分布式電源會給配電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功率等方面帶來很多影響。與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)中單向負荷潮流方向不同，新能源發(fā)電并入配電網(wǎng)時，網(wǎng)絡(luò)中的潮流已經(jīng)不是簡單的單向流動，而有可能是雙向隨時變化的，因此需要對配電網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布進行重新計算。配電網(wǎng)中含有光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等新能源發(fā)電系統(tǒng)時，存在著三相不對稱的問題，同時它們的出力受天氣的影響很大，并且不同的時間段出力特性變化較大，具有時序變化的特性。

傳統(tǒng)潮流計算的方法，如牛頓-拉夫遜法，簡化梯度法，無法準(zhǔn)確應(yīng)對高滲透率新能源接入后的不確定性和隨機性。而基于參數(shù)估計的概率潮流計算方法，雖然具有一定的參考價值，但是其對新能源的出力分布特性進行擬合時是利用經(jīng)驗參數(shù)進行擬合，會導(dǎo)致較大的誤差，甚至偏離實際潮流分布結(jié)果。除此之外，基于參數(shù)估計的概率潮流計算方法通常適用于時間尺度較大的時間段內(nèi)，新能源出力較為穩(wěn)定的區(qū)域的潮流計算。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于非參數(shù)核密度估計的時序概率潮流計算方法。該方法不受經(jīng)驗參數(shù)的限制，可以準(zhǔn)確的擬合時間尺度更短的新能源出力特性，可以進行更為精確的時序概率潮流的計算。

為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明提供了一種基于非參數(shù)核密度估計的時序概率潮流計算方法，包括以下步驟：S1：對高滲透率新能源接入的配電網(wǎng)進行典型場景的時序劃分，劃分為N個時序場景；

S2：利用非參數(shù)核密度估計方法對第k個時序的新能源出力分布特性進行擬合；

S3：對所述第k個時序下進行確定性潮流計算，求得在基準(zhǔn)運行點上的狀態(tài)變量、雅克比矩陣、靈敏度矩陣；

S4：通過半不變量數(shù)學(xué)解析法和Cram-Charlier級數(shù)求解所述第k個時序的潮流；

S5：重復(fù)步驟S2、S3、S4直至計算完N個時序的潮流計算，然后輸出不同時序的節(jié)點電壓和線路潮流分布。

作為進一步技術(shù)改進，所述步驟S2中通過非參數(shù)核密度法建立新能源出力特性的概率密度模型，具體包括以下步驟：

S2.1非參數(shù)核密度估計：根據(jù)歷史實際數(shù)據(jù)，對隨機變量的概率分布進行擬合，所述隨機變量包括光伏、風(fēng)電和負荷等，得到非參數(shù)核密度估計概率密度函數(shù)，所述非參數(shù)核密度估計概率密度函數(shù)f(x)表示為：

式中：K(·)X₁,X₂,...,X_n為隨機變量實測數(shù)據(jù)，x為非參數(shù)核密度估計的自變量，n為樣本容量，h為和函數(shù)帶寬，K(·)為核函數(shù)；

選取高斯函數(shù)作為所述概率密度模型的核函數(shù)，表示為：

式中，u＝(x-X_i)/h；