[发明专利]一种考虑风电调度策略的多点线性化随机潮流计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统分析方法，尤其涉及一种考虑风电调度策略的多点线性化随机潮流计算方法。

背景技术

潮流计算是电力系统分析与优化的基础。随着风电等间歇式能源的不断并网，电力系统面临不确定性因素显著增加，确定性的潮流计算难以满足高度不确定环境下电力系统分析的需要。随机潮流(Probabilistic Load Flow，PLF)可综合考虑负荷、发电等多种不确定因素，得出系统运行状态的概率分布，为概率安全评估与决策优化等提供重要的参考。因此，电力系统随机潮流得到了越来越多的学者关注。

早在1974年，Borkowska首次提出了电力系统随机潮流的概念。此后，国内外相关学者已围绕随机潮流的模型与求解方法开展了广泛的研究。概括来讲，已有方法大致可分为模拟法、近似法和解析法三类。模拟法以蒙特卡洛模拟为典型代表，通过对随机变量进行反复抽样，获取大量的样本，进而对所有样本进行确定性的潮流计算，最后统计获得系统的电压幅值与相角、支路潮流等变量的概率分布特性。模拟法具有适应性强，可较为方便的计及多种不确定性因素的特点，但其计算量较大，难以直接应用于实际大电网。近似法利用输入随机变量的数字特征近似描述系统状态变量统计特性的方法，如：点估计法、一次二阶矩法等。相比于模拟法，近似法具有显著的计算速度优势，但这类方法也存在一些缺陷：对于形式复杂的概率分布难以获取准确的高阶矩，这会限制点估计法的计算精度；一次二阶矩法难以有效求解状态变量的概率分布等。解析法借助一定的简化方法，把状态变量表示为输入随机变量的线性组合，进而进行卷积计算，快速获得系统状态变量的概率分布特征，包括卷积法和半不变量法等。解析法具有计算速度快，可获得状态变量的概率分布等优点，但由于采用了线性化的思想，在输入随机变量的变化范围较大时，计算精度可能会较低。

发明内容

大规模风电的接入使得电网面临的不确定性因素显著增加。相对于传统发电的不确定性与负荷的不确定性，风电出力的随机性与多变性更为显著，传统的以线性化思想为基础的随机潮流计算方法难以满足计算精度的要求。同时，在传统的随机潮流计算中，由于发电机出力和负荷概率分布的方差相对较小，系统的不平衡功率完全由平衡机承担。而对于风电并网系统，在风电出力从0出力到满出力变化所引起的系统不平衡功率完全由平衡机承担是不合理的，因此，在含风电电力系统的随机潮流计算时应考虑系统的调度策略，以使结果更贴近实际。

为了解决上述技术问题，本发明一种考虑风电调度策略的多点线性化随机潮流计算方法，包括以下步骤：

步骤一、根据当前电力系统结构确定系统的发电分布参数、负荷分布参数、风电分布参数以及网架拓扑参数；

步骤二、依据风电场出力的概率分布特性，构建风电出力的出力场景集S_W；

步骤三、对步骤二中的风电的出力场景集S_W，逐个选取风电出力场景进行风电调度策略模拟，获得传统电厂出力水平；

步骤四、对各风电的出力场景进行潮流计算，通过节点注入的半不变量计算得到节点电压幅值、节点电压相角和支路潮流变量的半不变量和各阶矩，进而根据Gram-Charlier级数计算得到这些变量的概率密度和累计概率密度分布；

步骤五、对所有风电出力场景下系统的潮流分布进行概率求和，获得系统的随机潮流结果。

进一步讲，本发明考虑风电调度策略的多点线性化随机潮流计算方法，其中，步骤三的具体内容包括：

借助经济调度模型模拟风电并网后系统的调度策略，目标函数为如式(1)所示的所有传统电厂的发电成本总和最小，

式(1)中，p_gi(r)为第r个风电出力场景下，发电机i的有功出力；a_i、b_i、c_i为发电机i的发电成本函数的系数；n_g为发电机的个数，

约束条件包括：

g(θ,V)＝0(2)