[發明專利]一種考慮新能源有界性和相關性的交直流混聯系統概率潮流計算方法

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• 申請號: 202210398378.6
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114709830A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 彭穗;唐俊杰;林星宇;徐婉婉;孫青;宋子美;謝開貴
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/02;H02J3/46;G06F30/20
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

本發明公開一種考慮新能源有界性和相關性的交直流混聯系統概率潮流計算方法，包括以下步驟：1)獲取交直流混聯系統基本信息，確定比例伸縮系數，并利用縮放無跡變換方法選取標準正態分布上的樣本點；2)計算邊界參數，將選取的樣本點轉換到原始概率空間，得到原始概率空間樣本點；3)建立風電場和光伏電站的功率轉換模型和交直流混聯系統的確定性潮流模型；4)將風速、光照強度輸入風電場和光伏電站的功率轉換模型，獲得風電和光伏出力數據；5)將負荷數據、風電和光伏出力數據輸入到交直流混聯系統的確定性潮流模型中，進行概率潮流分析計算。本發明可以分析大規模新能源接入交直流混聯電網時，考慮新能源有界性和相關性的高維概率潮流。

技術領域

本發明涉及概率潮流計算領域，具體是一種考慮新能源有界性和相關性的交直流混聯系統概率潮流計算方法。

背景技術

大規模交直流混聯電網本質上是一個不確定系統。不確定性源主要來自大規模的新能源(如風電場、光伏發電等)、具有波動性的負荷等。概率潮流(Probabilistic powerflow,PPF)計算已成為研究新能源和負荷不確定性對交直流混聯電網影響的重要工具。

概率潮流算法主要有三種：蒙特卡洛仿真法、解析法和無跡變換法。

蒙特卡洛仿真法(Monte Carlo Simulation,MCS)是目前應用最廣泛的仿真方法，它具有幾個明顯的優勢，包括系統維度獨立性、計算精度高和處理相關性的能力較好，不足之處是其計算負擔過大。因此，蒙特卡洛法更適合作為“參考算法”。

相比之下，解析法在計算速度上更加高效。然而，對于絕大多數解析法，需要將具有高度非線性確定性潮流(Deterministic Power Flow,DPF)模型線性化處理，且假設隨機變量不相關，這樣會導致結果不可靠。

傳統的無跡變換算法(Traditional Unscented Transformation,TUT)基于對稱采樣策略選擇2n+1個樣本點(n代表輸入變量的維數)，在PPF分析中表現良好。但在考慮大規模新能源接入交直流混聯電網的高維PPF計算中，TUT算法將呈現如下特征：隨著輸入隨機變量維數的增加，樣本點采樣半徑也隨之增大，從而導致“全局采樣問題”。這一問題帶來了兩個不利影響：一是可能出現極端樣本，導致PPF計算結果的準確性下降；二是樣本點可能會持續發散，最終“跑出”合理的物理區間，導致概率潮流分析失去物理意義。

由于傳統的無跡變換算法的樣本點高度結構化，不能任意地增加、舍棄、甚至移動，現有技術通過引入比例伸縮系數來靈活地縮放樣本點，從而在理論上避免了無跡變換算法的全局采樣問題，但是，在實際交直流混聯電網中具有海量的新能源和負荷，新能源和負荷的邊界具有巨大的差異，該方法在對實際交直流混聯電網進行概率潮流計算時，其始終面臨著確定比例伸縮參數的“決策困境”，極易引發局部采樣問題(局部采樣問題的定義為：大量的樣本點分布在均值周圍，導致采樣范圍過小，進而影響概率分析精度)。同時，該方法很難全面考慮和兼顧實際交直流混聯電網中差異巨大的新能源和負荷的所有邊界值。因此，邊界問題給基于縮放無跡變換(Scaled Unscented Transformation,SUT)算法的交直流混聯電網概率潮流計算帶來了嚴峻的挑戰。

為了解決上述問題，有學者引入一般變換與冪變換(Universal Transformationand Power Transformation,UPT)相互配合的方法來解決概率潮流的邊界問題。但該方法存在以下兩個缺點：(1)忽略了輸入隨機變量之間的相關性，導致概率潮流分析結果不準確；(2)UPT是非線性函數，當相關系數經過UPT變換之后，相關系數的值將會發生改變，給概率潮流計算引入了誤差。

發明內容

本發明的目的是提供一種考慮新能源有界性和相關性的交直流混聯系統概率潮流計算方法，包括以下步驟：

1)獲取交直流混聯系統基本信息。