专利名称：一种含风电场电力系统概率潮流的计算方法
技术领域：
本发明涉及一种含风电场电力系统概率潮流的计算方法，具体涉及一种基于异步风力发电机(简称“异步风机”或“异步机”)RX模型的含风电场电力系统概率潮流的计算方法，适用于含异步风力发电机的含风电场电力系统。本发明可以减小常规的将风电场处理为功率因数恒定的简化PQ模型时半不变量法求解的误差。
背景技术：
随着世界范围内大规模风电并网运行，风电并网对电网的影响研究成为当前电力系统的研究热点。风能的随机性使得确定性分析方法提供的结果过于保守，计及随机性进行风电并网研究可以为调度提供更可靠的参考，因此运用概率技术分析风电并网问题具有十分重要的意义。含风电场电力系统概率潮流计算能够计及风能的随机性对并网风电系统进行评估。文献一《考虑尾流效应的风电场建模拟及随机潮流计算》(西安交通大学学报，2008年第42卷第12期第1515页)应用蒙特卡罗法对含风电场系统进行了概率潮流计算，分析了风电场并网运行对系统各节点电压的影响，但该方法需要多次模拟，计算时间较长。文献二《计及分布式发电的配电系统随机潮流计算》(电力系统自动化2005年第29卷第24期第15页)重点研究了分布式发电中的风力发电和太阳能发电的随机出力对配电系统电压的影响，文献三《含风电场的电力系统概率潮流计算》(电网技术2009年第33卷第16期第87页)通过建立风电机组概率模型，运用概率潮流计算分析了风电场加入前后系统电压与潮流的变化情况。二者都采用基于半不变量法和Gram-Charlier级数展开法获得状态量的概率分布，计算效率比蒙特卡罗法大大提高。文献四《基于半不变量法的随机潮流误差分析》(电网技术2009年第33卷第18期第32页)指出运用半不变量法进行随机潮流计算时，通常需要做节点注入功率之间相互独立的假设，对于节点注入功率线性相关的情况，需要做特殊处理，否则会引起较大误差。而文献二与文献三在处理风电场节点的有功和无功时，假设功率因数恒定，即Q = Ptana，也即风电场节点注入的有功和无功之间线性相关，可能会带来较大误差。因此，传统的将风电场处理为功率因数恒定的简化PQ模型可能带来较大误差。
发明内容
发明目的:针对上述现有技术存在的将风电场处理为功率因数恒定的简化PQ模型时不满足半不变量法要求的节点注入量之间相互独立的条件从而带来的误差较大的问题和不足，本发明的目的是提供一种含风电场电力系统概率潮流的计算方法，可以有效减少常规的将风电场处理为功率因数恒定的简化PQ模型时半不变量法求解带来的误差。技术方案:为实现上述发明目的，本发明米用的技术方案为一种含风电场电力系统概率潮流的计算方法，包括如下步骤:步骤1:计算风电场功率以及负荷功率的概率分布；
步骤2:用牛顿法进行含风电场电力系统确定性潮流的计算，求出灵敏度矩阵Stl ；步骤3:计算各节点注入向量的各阶半不变量；步骤4:根据注入量的各阶半不变量分别求解状态变量的各阶半不变量；步骤5:根据Gram-Charlier级数展开求解概率密度函数和累积分布函数。进一步的，所述步骤I包括:假设风速服从三参数的威布尔分布，则风速的分布函数Fweibull (V)为:
权利要求
1.一种含风电场电力系统概率潮流的计算方法，包括如下步骤: 步骤1:计算风电场功率以及负荷功率的概率分布； 步骤2:用牛顿法进行含风电场电力系统确定性潮流的计算，求出灵敏度矩阵Stl ； 步骤3:计算各节点注入向量的各阶半不变量； 步骤4:根据注入量的各阶半不变量分别求解状态变量的各阶半不变量； 步骤5:根据Gram-Charlier级数展开求解概率密度函数和累积分布函数。
2.根据权利要求1所述一种含风电场电力系统概率潮流的计算方法，其特征在于，所述步骤I包括: 假设风速服从三参数的威布尔分布，则风速的分布函数Fw6ibull(V)为:
3.根据权利要求1所述一种含风电场电力系统概率潮流的计算方法，其特征在于，所述步骤2包括: 假设节点i连接有风电场，则与节点i对应的潮流方程为:
4.根据权利要求1所述一种含风电场电力系统概率潮流的计算方法，其特征在于，所述步骤3包括: 分别计算负荷功率数据Xp x2、…、xn的k阶中心矩,并记作Pk,计算方法如下:
5.根据权利要求1所述一种含风电场电力系统概率潮流的计算方法，其特征在于，所述步骤4包括:根据下式，由注入量的各阶半不变量求得状态量Avf、的半不变量:
6.根据权利要求4所述一种含风电场电力系统概率潮流的计算方法，其特征在于，所述步骤5包括: 通过节点i的电压幅值和相角的n阶半不变量Av^和A0/n)，反推其各阶中心距，其统一表达式为:
全文摘要
本发明公开了一种含风电场电力系统概率潮流的计算方法，包括如下步骤步骤1计算风电场功率以及负荷功率的概率分布；步骤2用牛顿法进行含风电场电力系统确定性潮流的计算，求出灵敏度矩阵S0；步骤3计算各节点注入向量的各阶半不变量；步骤4根据注入量的各阶半不变量分别求解状态变量的各阶半不变量；步骤5根据Gram-Charlier级数展开求解概率密度函数和累积分布函数。本发明可以有效减少常规的将风电场处理为功率因数恒定的简化PQ模型时半不变量法求解带来的误差。
文档编号G06F19/00GK103208798SQ20131010077
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者赵晋泉, 叶君玲, 邓晖 申请人:河海大学