[发明专利]一种分布式能源接入配电网风险评估方法

说明书

本发明涉及一种分布式能源接入配电网风险评估方法，包括如下步骤：步骤1：输入新能源出力历史数据。步骤2：根据新能源历史出力数据相关性，采用解析法计算得到具有相关性的输入随机变量。步骤3：采用K‑means聚类算法对输入的新能源出力变量进行聚类，得到多个聚类样本簇。步骤4：对簇中心样本的进行确定性潮流计算，并对同簇内其他样本点根据簇中心状态变量及雅克比矩阵进行线性化潮流求解，采用分段线性化的方法计算所有新能源出力样本对应的状态变量。步骤5：对计算得到的系统状态变量对应计算风险指标。步骤6：结合输入的新能源出力对所有风险指标计算结果采用统计的方法计算概率密度函数。

技术领域

本发明涉及电力系统研究领域，具体说是一种分布式能源接入配电网风险评估方法。

背景技术

风能和太阳能等可再生能源发电接入配电网，可有效替代传统发电方式。随着大量分布式可再生能源发电的并网，配电网从传统的无源网络转变为双向潮流的有源网。虽然给配电网可靠性带来了好处，但是这些分布式电源出力的随机性可能会给配电系统的安全性带来风险。本发明提出的风险评估方法可用于分析电力系统可靠性。

关于风险评估方法，蒙特卡洛模拟方法是被广泛采用的方法，该方法通过生成大量计算相关指标的概率分布，从而得到模拟结果，但计算量很大，计算时间较长。此外，有文献采用分析方法，如基于累积量的分析方法，根据灵敏度和级数展开计算相关指标的分布。现有的方法存在计算过程非常复杂、不易实现的问题。本发明考虑时间严重度和发生概率的风险评估，更有利于系统规划时做决策。

分布式新能源接入配电网中不确定因素是复杂多样的，在本文中主要考虑由多种新能源出力的随机性，如风速具有波动、间歇等特性，不同风场在不同时间段里风速特性也不同；以及分布式新能源出力之间的相关性，风电场通常在夜间达到最大输出功率，而光伏电场在有阳光的白天进行发电，风电与光伏发电在内部出力具有相关性，但彼此出力之间是没有相关性的。同一区域的光伏和风电出力在彼此内部也具有相关性；针对新能源不同出力情况，将不确定因素作为系统的输入随机变量。

发明内容

可再生能源发电的随机性给配电网络的系统带来了运行风险。本文提出了一种考虑新能源发电出力相关性且随机性的配电网风险评估方法。首先，根据真实太阳能光伏发电系统和风电场的历史数据得到多个新能源发电的相关性，并采用Nataf逆变换和Chlosky分解的方法分别生成具有相关性的光伏、风电随机出力样本数据。其次，根据新能源发电出力计算不同运行状态下配电系统潮流，采用分段线性化的方法简化计算了含分布式新能源接入配电网的不确定性。然后计算通过使用概率乘以严重性来计算系统风险指数。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种分布式能源接入配电网风险评估方法，包括如下步骤：

步骤1：输入配电网络系统中需要接入的新能源装置的新能源出力历史数据；

步骤2：根据步骤1输入的新能源出力历史数据进行相关性建模，采用解析法计算得到具有相关性的新能源出力样本数据，作为配电网络系统的输入随机变量；

步骤3：采用K-means聚类算法以步骤2中得到的新能源出力样本为变量进行聚类，得到多个聚类样本簇；

步骤4：选择一个聚类样本簇，对簇中心样本进行确定性潮流计算，并对同簇内其他样本点根据簇中心状态变量及雅克比矩阵进行线性化潮流求解，采用分段线性化的方法计算所有新能源出力样本对应的配电网络系统状态变量，直至所有聚类簇选择完成，进入步骤5；

步骤5：对步骤4计算得到的配电网络系统状态变量对应计算风险指标；

步骤6：结合步骤2得到的新能源出力样本数据对所有风险指标计算结果采用统计的方法计算概率密度函数；