[发明专利]一种考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法

权利要求书

1.一种考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）建立典型的并网型大规模集中式光伏并网发电系统的U-I特性数学模型，该模型能够根据光照条件的变化自动调整参数，同时，该模型的建立也需要光伏电池的技术参数；

2）采用基于MPPT控制算法计算典型日光照强度下大规模集中式光伏发电系统输出功率的最大值，并计算输出功率的均值和均方差；

3）确定系统网架，考虑电源出力约束，根据系统中电源和负荷的概率参数进行Monte-Carlo抽样；

4）考虑节点电压约束，根据牛顿-拉弗逊算法计算电力系统的概率潮流。

2.根据权利要求1所述的考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法，其特征在于，所述的步骤1）中典型的并网型大规模集中式光伏发电系统的U-I数学模型需要根据光伏电池的技术参数自动调整U-I函数的关系，在不同的光照强度和环境温度下，光伏电池技术参数具体修正方法如下：

其中，为短路电流，为开路电压、为最大功率点电流，为最大功率点电压，以上四个参数均为光伏电池技术参数；为、、、在不同环境下的修正值，a、b、c、d、e分别是电流温度系数、电流光照强度系数、修正常数、电压温度系数、电压光照强度系数，典型值为a=0.0025/℃，b=7.5e-5m2/W，c=0.5，d=0.0028/℃，e=8.4e-5m2/W；为标准光照强度，取1000W/m2，S为每月典型日的实时光照强度；为参考温度，取为25℃，为一天各时刻的气温值，为典型日的气温最大值和最小值，为一天最高气温出现的时刻，一般认为是14:00。

3.根据权利要求1所述的考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法，其特征在于，所述的步骤2）中MPPT控制算法采用典型的根据U-I特性直接求解最大功率点的算法，最大功率点判别条件为，符合条件的P为此刻光照强度下光伏发电系统的理论最大功率，从而得到大规模光伏并网发电系统的输出功率为：

其中，为在不同温度时光伏组件的效率，为参考温度下的光伏组件效率，为光伏组件温度系数，一般取为0.003~0.005，为光伏电站经过控制组件和逆变组件这些电子元件的效率，另外，如果，为光伏并网发电系统输出门槛值，光伏并网系统关闭，此时系统输出为0。

4.根据权利要求1所述的考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法，其特征在于，所述的步骤3）中确定系统网架后可以确定系统中的负荷点和电源点，假设电力系统网络节点个数为n个，负荷类记为，，若节点没有负荷记为，m为非负荷点编号，电源类记为，，若节点没有电源记为，f为非电源点编号，根据负荷和电源的期望和均方差进行Monte-Carlo抽样，抽样次数为k次，得到每个负荷和电源的随机向量为：

负荷向量：

电源向量：

其中，各向量中的元素均为Monte-Carlo抽样生成的随机数。

5.根据权利要求4所述的考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法，其特征在于，如上所述的考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法，其特征在于，对于电源的随机数要进行约束，因为电源都有自己的出力上下限，假设各个电源的出力上限为，下限为，如果电源随机数中出现越限情况，需要对数值进行修正，修正方法如下：

其中，，要同时满足上述修正式，最终的抽样矩阵为：

其中，矩阵L、S均为阶矩阵。

6.根据权利要求1所述的考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法，其特征在于，所述的步骤4）中考虑节点电压约束，根据牛顿-拉弗逊算法计算电力系统的概率潮流的具体步骤为：

步骤S1：根据步骤3）中的抽样矩阵生成k组确定性的负荷节点和电源点注入功率；

步骤S2：利用牛顿-拉弗逊算法和步骤S1中的k组节点注入功率进行潮流计算，即进行k次潮流计算，在迭代过程中考虑节点电压约束；

步骤S3：根据步骤S2中次潮流计算结果计算各个节点的电压和各支路潮流的均值和均方差，，因为考虑节点电压约束会有潮流不收敛的情况。