[发明专利]一种基于多种随机变量的电力系统概率潮流的计算方法

说明书

本发明公开一种基于多种随机变量的电力系统概率潮流的计算方法，包括步骤：S100，使用半不变量法计算连续型随机变量产生的潮流响应；S200，使用多次确定性潮流计算离散型随机变量产生的潮流响应；S300，将以上两步的计算结果进行卷积处理，得到连续型和离散型随机变量一起作用时的潮流响应。本发明能够同时考虑连续型和离散型随机变量在电力系统概率潮流计算中的运算，计算精度高且计算速度快。

技术领域

本发明属于电力系统潮流计算技术领域，特别是涉及一种基于多种随机变量的电力系统概率潮流的计算方法。

背景技术

概率潮流是一种有效研究随机因素对电力系统影响的概率分析方法，其概念在1974年首次被Borkwska提出。在实际电力系统运行中，天气条件的改变或人为操作产生了许多随机因素，例如：负荷波动、光伏、风电、燃料电池出力的波动。确定性潮流计算不能全面的分析随机因素对电力系统运行的影响。相反，概率潮流能够全面的考虑随机因素，并且容易的得到潮流响应(节点电压、支路潮流)的概率分布和统计特征。因此，概率潮流的计算结果能更好的电力系统的稳态运行特性。

概率潮流可分为模拟法、近似法和解析法三种。其中，模拟法以蒙特卡洛法为主要代表。蒙特卡洛法可以被作为评估其他算法精度和效率优劣的标准。但是，蒙特卡洛法需要进行成千上万次的确定性潮流计算，沉重的计算负担极大的降低了其运算效率。为了解决蒙特卡洛法计算效率低的问题，点估计法被提出。点估计法是一种经典的近似法，然而由于计算潮流响应高阶矩的过程中存在较大的，其无法准确的得到潮流响应的概率分布。

为了弥补点估计法在计算精度方面的不足，半不变量法被一些学者引入来解决概率潮流问题。半不变量法是解析法的主要代表，其能够准确的得到潮流响应的概率密度函数或累积概率密度函数和统计特征，并且能很好的均衡计算精度和计算效率两个关键的指标。尽管半不变量法具有以上众多优点，但是其仍存在以下两种误差：1)线性化误差。非线性潮流方程通过泰勒级数展开忽略高阶项得到线性化潮流方程，其过程产生了线性化误差。2)级数展开误差。半不变量法需要使用Gram-Charlier、Cornish-Fisher或Edgeworth级数，将潮流响应的各阶半不变量拟合成概率分布函数。如果级数不收敛，就会使潮流响应的概率密度函数出现负值或者累积概率密度函数的值大于1。综上，这两种误差是由于随机变量的波动造成的。随机变量的波动越大，其造成的线性化误差和级数展开误差越大。

相关研究表明，离散型随机变量对电力系统的影响远大于连续型输入变量。而以上三种概率潮流算法在同时考虑存在连续型和离散型随机变量的电力系统概率潮流问题时都存在较大的计算误差。且现有概率潮流算法计算精度低和计算速度慢的问题

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于多种随机变量的电力系统概率潮流的计算方法，能够同时考虑连续型和离散型随机变量在电力系统概率潮流计算中的运算，计算精度高且计算速度快。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于多种随机变量的电力系统概率潮流的计算方法，包括步骤：

S100，使用半不变量法计算连续型随机变量产生的潮流响应；

S200，使用多次确定性潮流计算离散型随机变量产生的潮流响应；

S300，将以上两步的计算结果进行卷积处理，得到连续型和离散型随机变量一起作用时的潮流响应。

进一步的是，所述步骤S100中所述的半不变量法包括步骤：

S101，计算连续型随机变量的各阶半不变量；

S102，将连续型随机变量的各阶半不变量代入线性化潮流方程，计算潮流响应的各阶半不变量线性化的潮流方程；

S103，根据各阶半不变量线性化的潮流方程，拟合潮流响应的概率密度函数。