[发明专利]考虑聚合空调负荷旋转备用的电力系统可靠性判断方法

说明书

本发明公开了一种考虑聚合空调负荷旋转备用的电力系统可靠性判断方法。根据电力系统的各节点典型空调负荷得到聚合空调负荷的聚合功率，考虑环境温度以及空调负荷设定温度的不确定性，建立各节点的聚合空调负荷提供旋转备用多状态模型；结合发电容量多状态模型，建立各节点的混合发电‑备用容量多状态模型；根据各节点的混合发电‑备用容量多状态模型建立包含所有节点的电力系统多状态模型，运算求解电力系统各状态下的最小切负荷量，并根据最小切负荷量计算可靠性结果。本发明可操作性强，使得聚合空调负荷提供旋转备用的动态特性对于电力系统可靠性的影响能够得到准确，从而为电力系统的运行提供依据。

技术领域

本发明涉及一种电力系统可靠性分析方法，特别是涉及一种考虑聚合空调负荷旋转备用的电力系统可靠性判断方法。

背景技术

近年来，电力高峰负荷的持续增长以及间歇式能源的迅猛发展使得电力系统源荷双侧面临着更大的不确定性以及不可预测性，增加了电力系统对于不同时间尺度下运行备用的需求。以聚合空调负荷为代表的需求侧资源由于其控制灵活、分布广泛、投资成本低的优势，成为提供运行备用，从而提升电力系统可靠性水平的有效途径。

由于空调负荷的开关周期性运行特性，以及空调用户的随机设定温度调整行为，使得空调负荷提供的运行备用具有更加复杂的动态响应特性。然而，现有研究中缺少能够反映空调负荷提供运行备用过程中聚合响应动态特性的解析性模型，给空调负荷的控制策略优化以及纳入此运行备用的电力系统判断带来困难。一方面，由于缺少空调负荷聚合响应动态特性的考虑，现有空调负荷作为电力系统运行备用的调控策略无法保证在不同持续时间需求下不同备用容量的灵活提供。另一方面，聚合空调负荷的动态响应特性以及不确定性需要纳入电力系统可靠性判断中，使得电力系统的风险水平能够得到更加准确的预判，从而降低电力系统的风险水平。

发明内容

针对上述背景技术中的问题，本发明提供了一种考虑聚合空调负荷旋转备用的电力系统可靠性判断方法。本发明采用多状态模型表达聚合空调负荷提供的旋转备用，从而能够将此旋转备用的动态特性纳入电力系统可靠性判断，解决了现有电力系统可靠性判断中缺少将聚合空调负荷考虑作为判断进而采取可靠性补救措施的技术问题。

本发明的技术方案包括以下步骤：

步骤1)基于电力系统的各节点下能够被调度的所有空调负荷，得到各节点典型空调负荷，根据各节点典型空调负荷的运行占空比得到各节点聚合空调负荷的聚合功率；节点是指电力系统拓扑中用以传输电能，起到汇集和分配电力能力的母线。

步骤2)考虑室外环境温度以及空调负荷设定温度的不确定性，采用半不变量法和L_Z变换建立各节点的聚合空调负荷提供旋转备用多状态模型；L_Z变换是多状态模型的一种数学表达方式，通过将状态和对应了概率的以指数形式结合，从而能够方便的表示不同多状态元件之间的串联或并联运算等。

步骤3)在步骤2)的聚合空调负荷提供旋转备用多状态模型上结合各节点已知的发电容量多状态模型，建立各节点的混合发电-备用容量多状态模型。

各节点的发电容量多状态模型可以从实际的发电机发电容量及其概率分布获得并由L_Z变换表示。

步骤4)根据各节点的混合发电-备用容量多状态模型建立包含所有节点的电力系统多状态模型，运算求解电力系统各状态下的最小切负荷量，并根据最小切负荷量计算可靠性结果。

所述步骤1)具体为：

1.1)采用K-Means聚类算法得到各节点典型空调负荷；

1.2)采用以下公式计算得到各节点典型空调负荷的运行占空比：