[发明专利]一种考虑静态频率特性不确定性的概率潮流计算方法

说明书

本发明公开了一种考虑静态频率特性不确定性的概率潮流计算方法，根据电力系统中负荷发电的一次调频性能不确定性的特点，结合动态潮流的思想，建立考虑发电机组、负荷静态频率特性不确定性的概率潮流计算模型，采用蒙特卡洛抽样和半不变量法相结合及Gram‑Charlier展开级数进行分析计算，给出系统在发生故障后负荷、发电机有功功率出力概率分布及各线路有功功率潮流的概率分布情况，使得计算结果更加准确，更接近于实际电网运行状态。

技术领域

本发明属于电力系统运行和自动化领域，具体涉及一种考虑静态频率特性不确定性的概率潮流计算方法。

背景技术

近年来，我国新能源发展迅速，由于风电、光伏出力的弱可控性、强随机性，其大规模接入必将大大增加电力生产的不确定性，给电网安全稳定运行带来新的挑战；大规模电动汽车的充放电又增加了电力消费的随机性。现有概率潮流模型主要是在此背景下，建立风电、光伏、电动车等接入的随机模型，计算得到节点电压及支路潮流的概率分布。然而，这些计算结果并不能完整地反映系统的运行特性。这是由于现有的概率潮流模型中忽略了发电机组和负荷的静态特性，将除平衡机以外的发电机有功出力设置为固定值，不能准确地反映具有调频能力的发电机的出力随系统频率变动的调整情况，导致系统所有的不平衡功率全由平衡节点承担，发电机和负荷的有功功率和无功功率不会随着系统频率和节点电压的变化而变化，这不符合电力系统的实际运行情况。事实上，系统的功率差额是由负荷响应和具有调节能力的发电机调速系统动作来平衡的，不是只由一台平衡机的动作来实现的，而是多台发电机协调动作的结果。而在对不平衡功率的分配过程中，并非所有发电机的调速系统都会动作，且各机组的调节量并非固定不变，由于发电机的运行状态各不相同，汽机调门开度、机组负荷率、机组蓄热量、一次调频模式、供热机组供热模式、辅机运行方式等都会影响机组一次调频动作，这其中存在一定的不确定性，造成了负荷及发电机出力的不确定性。

“十三五”期间，我国特高压电网进入全面快速发展阶段，骨干网架逐步形成，电网互联更加紧密，随着特高压直流的不断建设，大容量直流线路一旦发生闭锁事故，将对受端电网造成较大的冲击，引起频率的大幅跌落。当系统发生大规模扰动时机组的调频性能将受到更大的影响，负荷及机组响应的不确定性更为突出，一次调频后系统状态难以确定，给后续的调频控制、系统恢复带来很大难度。因此，在系统发生扰动甚至是直流闭锁后，考虑负荷和机组一次调频性能不确定性的潮流分析意义重大。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种考考虑静态频率特性不确定性的概率潮流计算方法，结合动态潮流的思想，在潮流计算中计及了机组、负荷静态频率特性不确定性对电网运行特性的影响，使得计算结果更加准确，更接近于实际电网运行状态。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种考虑静态频率特性不确定性的概率潮流计算方法，包括以下步骤：

步骤一、输入原始数据；

步骤二、利用牛顿拉夫逊法计算出系统节点注入量给定情况下的潮流分布，从而求得在基准运行点上节点的节点状态变量X₀、雅克比矩阵J₀，求出节点电压对节点注入功率的灵敏度矩阵S₀、支路功率对节点注入功率的灵敏度矩阵T₀；

步骤三、根据已知的各个节点发电机、负荷的静态频率特性的历史数据，利用动态潮流计算方法，计算出各个节点的不平衡功率分配系数α_i的采样值，并求出α_i各阶半不变量γ_v；

步骤四、应用半不变量的特性，计算计及不平衡功率分配后节点输入有功功率的各阶半不变量；