一种考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法
【专利摘要】本发明提供一种考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，所述方法包括以下步骤：建立随机概率模型；进行大规模间隙式电源接入电网的计划随机潮流计算；建立考虑随机概率的输电裕度控制模型。本发明提出了一种考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，为进一步探索大规模间歇性电源接入下输电裕度控制算法，提高电网对新能源的接纳能力，为实现大规模风电接入下计划潮流的超前控制奠定技术基础。
【专利说明】一种考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力自动化【技术领域】，具体涉及一种考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法。
【背景技术】
[0002]考虑到大规模间歇性并网电源(如风电、太阳能等)其输出功率具有明显的随机性和波动性，传统的基于确定电网阻抗特性潮流功率的输电裕度模型只能给出系统在某个或若干指定系统状态下支路潮流状态以及与安全阈值的大小关系，不能全面评估此类电源接入电网后对全网输电安全稳定极限带来的影响。
[0003]电力系统一般要对几年甚至几十年以上的电源、电网、负荷发展做规划，当时间较长时负荷的预测就不可能准确。人类日常生活以及工作方式的改变也都会影响负荷预测。许多国家电力市场由传统的管制模式向竞争的市场模式转型，在更加强调经济性社会性的前提下电力系统的不确定性越来越大。作为电力用户，特别是工业用户对电价相当敏感，他们可能会按适合的电价安排工作进度。一些工业用户会综合成本重新选择生产地点，相当于改变了区域的用电特性。电力系统设备都面临着故障检修情况，随时可能退出系统，甚至改变网络的拓扑结构当新能源上网以后，例如风电、太阳能发电等，这些电源出力受到气候条件的影响极大。因此如果采用常规潮流法进行电力系统规划和运行分析时，就需要对各种随机情况作大量方案计算，不仅计算量大、耗时长，并且很难全面的反映情况。基于随机潮流建立间歇性为研究新能源接入能力及其安全经济性评估指标体系提供了有力理论依据和实用化产品研制开发基础。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，为进一步探索大规模间歇性电源接入下输电裕度控制算法，提高电网对新能源的接纳能力，为实现大规模风电接入下计划潮流的超前控制奠定技术基础。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0006]提供一种考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，所述方法包括以下步骤:
[0007]步骤1:建立随机概率模型；
[0008]步骤2:进行大规模间隙式电源接入电网的计划随机潮流计算；
[0009]步骤3:建立考虑随机概率的输电裕度控制模型。
[0010]所述步骤I中的随机概率模型包括风力发电场随机模型、常规机组随机模型和母线负荷随机模型；所述风力发电场随机模型包括风速随机模型和风力发电机组功率随机模型。
[0011]所述风速随机模型处理成三参数Weibull模型，将该模型的位置参数设定为风场所在地最小风速，则风速概率密度函数为:
【权利要求】
1.一种考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: 步骤1:建立随机概率模型； 步骤2:进行大规模间隙式电源接入电网的计划随机潮流计算； 步骤3:建立考虑随机概率的输电裕度控制模型。
2.根据权利要求1所述的考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，其特征在于:所述步骤I中的随机概率模型包括风力发电场随机模型、常规机组随机模型和母线负荷随机模型；所述风力发电场随机模型包括风速随机模型和风力发电机组功率随机模型。
3.根据权利要求2所述的考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，其特征在于:所述风速随机模型处理成三参数Weibull模型，将该模型的位置参数设定为风场所在地最小风速，则风速概率密度函数为:
4.根据权利要求2所述的考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，其特征在于:根据风力发电机组功率特性建立风力发电机组功率随机模型；风力发电机组功率随机模型包括风力发电机组有功功率随机模型和风力发电机组无功功率随机模型。
5.根据权利要求4所述的考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，其特征在于:风力发电机组有功功率随机模型建立过程如下: 认定在切入风速Vcd至额定风速 ' 区间成线性关系，则有:
6.根据权利要求4所述的考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，其特征在于:所述风力发电机组无功功率随机模型中，风力发电机组的实际输出无功功率Qw表示为: Qw = Pw φ(η) 其中炉为风力发电机组的功率因数角； 求风力发电机组无功功率分布函数F(Qw)和风力发电机组有功功率密度函数f (Qw)，具体有:
7.根据权利要求2所述的考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，其特征在于:所述常规机组随机模型中，将全日24小时按N分钟分为M个时刻点，每个时刻点对应的常规机组计划概率分布函数为:
8.根据权利要求2所述的考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，其特征在于:所述母线负荷随机模型中，母线负荷预测服从期望值Uj=Pw,标准差δ」=10%ΡΜ的正态分布；Pw为第j个时刻点的母线负荷预测值，j e [1，Μ]，常规机组计划值及母线负荷预测值对应其功率概率密度函数中的期望值，同时可根据中长期历史值统计得到各个常规机组的停运率及母线负荷预测概率密度函数的标准差值。
9.根据权利要求1所述的考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，其特征在于:所述步骤2包括以下步骤: 步骤2-1:获取电网计划数据，所述电网计划数据包括计划随机潮流计算参数和其期望、发电机额定功率和其期望、负荷节点额定功率和其期望以及风电场额定功率和其期望； 步骤2-2:计算节点注入量的均值Xi和方差λ/，同时考虑到负荷相关性应当计算节点注入量的协方差矩阵Cx，进而求取协方差矩阵Cx的特征值Xi和特征向量C^i，且i = 1，2，…，m ;与Xi相对应的独立随机变量X*为: X*=STX(19) 其中，S= [Φ1； Φ2，…，Φω]为正交矩阵，满足:
10.根据权利要求1所述的考虑随机概率的输电裕度控制模型建模方法，其特征在于:所述步骤3包括以下步骤: 步骤3-1:通过大规模间隙式电源接入电网时的计划随机潮流计算，得到全网某时刻下各支路潮流集合Pu对应的随机潮流分布集合Fu，其中i，j为网络中相连接的节点号；设定网络某支路Lu为输电裕度监测点，该支路的有功热稳限值为Plimit,即可根据随机潮流求得输电裕度监测点随机潮流分布得到计划潮流在热稳限值范围内的概率:
【文档编号】G06F17/50GK103473393SQ201310364596
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】董炜, 张传成, 丁强, 戴赛, 蔡帜, 许丹, 闫翠慧 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院