基于概率潮流的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全評估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于概率潮流的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全評估方法，依據(jù)歷史數(shù)據(jù)得到系統(tǒng)中隨機量的統(tǒng)計信息，利用改進Nataf變換實現(xiàn)相關非正態(tài)隨機變量與獨立正態(tài)分布隨機變量之間的相互轉(zhuǎn)換。本發(fā)明能夠應對電力系統(tǒng)中諸多隨機因素的任意概率分布分布，考慮了隨機因素之間的相關性并簡化了相關性處理難度，適用于評估各電力系統(tǒng)中各類不確定因素對電力系統(tǒng)靜態(tài)安全的影響。
【專利說明】基于概率潮流的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全評估方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行【技術領域】，特別涉及一種基于概率潮流的電力系統(tǒng) 靜態(tài)安全評估方法。

【背景技術】
[0002] 可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)，給電網(wǎng)運行帶來了諸多的不確定因素，此時需要通過概 率潮流計算，獲取系統(tǒng)運行特征量（如節(jié)點電壓幅值和相角，線路有功和無功等）的統(tǒng)計信 息，進而發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行的薄弱環(huán)節(jié)。概率潮流已成功應用于電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定分析，可靠性 分析等方面。
[0003] 但已有的概率潮流存在諸多局限性，蒙特卡羅法精度最高，但最耗時，一般將其結(jié) 果作為評價其他計算方法性能的標準。解析法計算迅速，適用于處理大量的輸入變量，但需 要對原有系統(tǒng)模型作線性化，當隨機量波動范圍較大時容易引起一定誤差。近似法，計算耗 時少，但計算精度不高，只能獲得輸出低階概率矩，無法獲得高階矩。因而需要構(gòu)建一個能 夠高效且有較高計算精度的概率潮流算法。電力系統(tǒng)中隨機量的相關性近年來也引起學者 的關注，研究表明其對系統(tǒng)的靜態(tài)安全具有影響。但現(xiàn)有處理相關性的方法中，傳統(tǒng)Nataf 變換計算復雜，多項式變換技術則在變換的過程中無法完整保留原始隨機變量的統(tǒng)計信 息，因而需要進一步完善相關性處理方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于概率潮流的電力系統(tǒng) 靜態(tài)安全評估方法，用于評估各電力系統(tǒng)中各類不確定因素對電力系統(tǒng)靜態(tài)安全的影響。
[0005] 本發(fā)明的技術解決方案如下：
[0006] -種基于概率潮流的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全評估方法，，包括如下步驟：
[0007] 步驟1 :構(gòu)建如下式所示概率潮流計算模型，
[0008]

【權利要求】
1. 一種基于概率潮流的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全評估方法，其特征是，包括如下步驟： 步驟1、構(gòu)建概率潮流計算模型，如下式：
式中if表示電力系統(tǒng)第i個節(jié)點的凈有功注入功率；表示節(jié)點j流向節(jié)點i的線 路有功潮流；表示電力系統(tǒng)第i個節(jié)點的凈無功注入功率；Vi表示電力系統(tǒng)第i個節(jié)點 的電壓幅值；V」表示電力系統(tǒng)第j個節(jié)點的電壓幅值；Θ u表示電力系統(tǒng)第i個節(jié)點和第j 個節(jié)點的電壓相角差；表示連接ij節(jié)點的線路導納幅值；巧/表示連接ij節(jié)點的線路導 納相角；表示電力系統(tǒng)連接ij節(jié)點線路的電導；B U表示電力系統(tǒng)連接ij節(jié)點線路的電 納；N為電力系統(tǒng)節(jié)點數(shù)目； 其中，
式中，Pw;i為電力系統(tǒng)第i個節(jié)點處注入的風力發(fā)電有功，Ppv;i為電力系統(tǒng)第i個節(jié)點 處注入的光伏發(fā)電有功，PUi為電力系統(tǒng)第i個節(jié)點處各類負荷消耗的有功；QWii為電力系 統(tǒng)第i個節(jié)點處注入的風力發(fā)電無功，Q Ui為電力系統(tǒng)第i個節(jié)點處各類負荷消耗的無功； 步驟2、當電力系統(tǒng)中隨機量為正態(tài)分布且相互獨立時，根據(jù)隨機量的邊緣概率分布和 潮流方程，采用多重積分法快速求解得到電力系統(tǒng)的節(jié)點電壓幅值、相角和線路潮流的各 階統(tǒng)計量，其計算式如下： 記輸出y的期望為my,各階中心距為μ i，輸入X = [XpXh ?'xJJUdXd "·，χη)為聯(lián) 合正態(tài)概率密度函數(shù)，則基于Stroud積分公式的my和μ i的計算式如下：
式中，權函數(shù)為f，被積函數(shù)為y或（y-mJ^A和& = [ρρ ρρ,…，ρ>]為積分公式中的 權系數(shù)和配點，Μ為配點個數(shù)； 依據(jù)每一個配點（Ρρ Ρρ，…，Pjn) (j = 1，2,…，Μ)進行確定性的潮流計算，得到相應的 輸出y (Pji，Pj2，…，Pjn)，進而利用上式加權求和，得到輸出y的各階統(tǒng)計量； 當電力系統(tǒng)中隨機量為非正態(tài)分布或具有相關性時，采用改進Nataf變換處理，將其 轉(zhuǎn)換為獨立正態(tài)分布隨機變量，用多重積分法處理相關性隨機量，計算概率潮流，其計算步 驟如下： 任意分布的輸入V= [Vi, v2, ···，￥"]'Vi均值為μ vi，標準差為0vi，邊緣概率密度函數(shù) 為f (Vi)，邊緣累計概率分布函數(shù)為F (Vi)，將ν轉(zhuǎn)換為相關標準正態(tài)分布向量z = [Zl，ζ2，… ，ζη]τ, Φ (Zi) = F(Vi) 式中Φ (Zi)為Zi的邊緣累計概率分布函數(shù)； 記P υ為Vi和Vj相關系數(shù)，采用基于矩法的TNPT計算轉(zhuǎn)換后的等效相關系數(shù)P nj， 記z的相關系數(shù)矩陣為Cz，利用Cholesky分解Cz = BBT，得到轉(zhuǎn)換矩陣B， z = Be 式中e為獨立正態(tài)分布變量； 利用z = Be和Φ (zD = F(Vi)，將正態(tài)分布下原始Stroud公式的配點ρ』轉(zhuǎn)換為實際 的輸入變量概率空間下的配點，進而依據(jù)Stroud公式求得輸出y的各階矩； 步驟3、利用有限階Cornish-fisher級數(shù)展開得到電力系統(tǒng)的節(jié)點電壓幅值、相角和線 路潮流的概率分布，依據(jù)設定閾值得到系統(tǒng)越限概率，評估步驟如下： 根據(jù)步驟2得到輸出的各階矩，記輸出7的各階半不變量γ為 Υ 1 = my Y 2 = μ 2 Υ 3 = μ 3 γΑ=μΑ- 3//?； 隨機變量標準形式j's=(y - 的概率密度函數(shù)表示為：
式中Ρ(·)為正態(tài)分布的概率密度函數(shù)，得到邊緣累計概率分布函數(shù)F(y)，如下式所 示：
依據(jù)設定閾值Plimit得到系統(tǒng)不越限概率，即帶入上式F(Plimit)。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于概率潮流的電力系統(tǒng)靜態(tài)安全評估方法，其特征是，計 算等效相關系數(shù)P w具體步驟如下： TNPT法中，用標準正態(tài)分布隨機變量Zi的三階多項式來表示Vi，
上式變換為 系數(shù)有如下關系：
依據(jù)矩法原理，等式左右兩邊的一至四階原點矩相等，即：
通過求解下式所示方程可以得到系數(shù)，式中Y和K分別為Vsi的偏度系數(shù)和峭度，
求解下式得到等效相關系數(shù)P Uj，
【文檔編號】G06Q50/06GK104050604SQ201410255387
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權日:2014年6月10日
【發(fā)明者】吳巍, 汪可友, 李國杰, 江秀臣, 馮琳, 韓蓓, 杭麗君 申請人:上海交通大學