[发明专利]一种基于概率盒理论的风电场不确定性潮流建模方法

说明书

本发明涉及一种基于概率盒理论的风电场不确定性潮流建模方法，属于电力系统潮流计算技术领域。针对风电场中的风速所存在的随机不确定性，本发明先分析风速的分布情况，获得风速的漂移区间并建立其概率盒模型，接着依据输出功率关系，由风速概率盒得到风电出力概率盒，然后将风电出力概率盒离散化并作为输入代入潮流方程中建立基于概率盒的潮流模型，最后使用牛顿法对该概率盒潮流模型进行求解。该方法引入了概率盒理论，有效地利用了概率盒处理不确定性问题的优势，避免了在风电场运行时由于风速的不确定性所造成的信息丢失问题。该方法不仅提高了系统对不确定因素描述的准确性，而且直接对不确定参数建模的方法体现了方便易操作的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于概率盒理论的风电场不确定性潮流建模方法，属于电力系统潮流计算技术领域。

背景技术

作为我国现阶段可再生能源发电中较为成熟的一项技术，风力发电在跨世纪能源结构中占据重要的地位。决定风力发电是否能够稳健提供电力资源的关键是风速，而风速的最大特点是不确定性，这种不确定性使得风力发电具有间歇性和波动性，为了分析风速的不确定性对风电系统带来的影响，对含有风电场的电力系统进行潮流分析显得尤为重要。常见的不确定性潮流计算方法又分为模糊潮流法、概率潮流法和区间潮流法。针对不同领域特点，这些常用的不确定性潮流分析与计算方法均取得了良好效果，但是，对风力发电的系统来说，即使风速的分布规律大体符合某种分布，但是所测得的数据也存在着上下波动的现象。比如：某风电场的风速大体符合韦伯分布，但其形状参数和尺度参数都不是一个固定值，而是在区间上漂移。针对这种情况，若使用概率潮流的方法，一般采用近似分布来代替或者通过大量拟合得到某个分布，这种近似计算存在信息丢失的情况；如果使用模糊潮流法，虽然相较于概率潮流避免了大量的数字统计和复杂的计算过程，但是由于其计算结果的可能性分布还需经过进一步加工才能用于指导电力实际，所以一直无法被广泛应用；而若使用区间潮流的方法进行分析，只用求得区间上下界，建模较为简便，但忽略了不确定量的分布情况，同样存在丢失信息的问题。

为了解决上述的问题，将概率盒理论应用于电力系统潮流分析之中，提出了一种基于概率盒理论的风电不确定性潮流建模方法，用来提高对系统不确定性参数描述的准确性。

发明内容

本发明提供了一种基于概率盒理论的风电场不确定性潮流建模方法，用于提高对系统不确定性参数描述的准确性，同时直接对不确定参数建模的方法体现了方便易操作的优点。

本发明的技术方案是：一种基于概率盒理论的风电场不确定性潮流建模方法，所述方法的具体步骤如下：

Step1、统计分析风速的历史数据，得到风速大体符合韦伯分布，韦伯分布的概率密度函数为：

式中，v为风速，k为形状参数，c为尺度参数，将风速的历史数据进行分组拟合出两个参数的不确定性区间

Step2、将k、c区间的上下界两两组合，便可得到四组符合韦伯分布的参数[k,c]，k为k的区间下界，为k的区间上界，c为c的区间下界，为c的区间上界，根据这四组参数分别得到它们对应的累积概率密度函数；

Step3、将概率分成n等份，在这四个累积概率密度函数中求得每个累积概率点对应的风速最大和最小值，将所有概率点的最大值按顺序连点成线，所有概率点的最小值按顺序连点成线，这两条线围成的图形便是风速的概率盒,表示为v^*；