专利名称：一种微电网概率潮流计算方法
技术领域：
本发明涉及电カ系统运行分析领域，特别是涉及实现微电网的概率潮流计算。
背景技术：
微电网潮流计算是对微电网功率分布、功率损耗和各母线电压的计算，目的是为确定和检验微电网的电源配置及网架结构、指挥微电网运行、确定无功补偿方案、发现微电网薄弱环节提供依据。确定性潮流计算是在确定的拓扑结构以及给定节点功率注入量的情况下，对微电网的运行状态进行求解的过程。应用确定性潮流计算的方法可以在误差允许范围内解决微电网在単一时间截面的功率分布和电压求解。但实际上，以上运行条件，尤其是节点功率注入量，不但是时变的，而且是不确定的。微电网的确定性潮流计算并不能反映这种不确定 性，本发明提出一种微电网的概率潮流计算方法，以概率分布的形式考虑微电网运行条件中重要的不确定性，求得的潮流结果也表示成相应的概率分布形式。微电网概率潮流是指在考虑不确定性的情况下，通过潮流方程中输入量的概率分布，求取非线性方程对应解的概率分布，进而分析对微电网不利事件的发生概率，达到给规划及运行人员提供參考和评估人员提供更接近实际情况的依据的目的。本发明是在广东省省部产学研结合项目基金资助下，提供的ー种实用、可靠的微电网概率潮流计算方法。
发明内容
本发明的目的在于提出实现微电网概率潮流计算方法，使微电网潮流的计算结果更加符合实际运行情況，提高微电网规划和运行分析工作的准确性和可靠性。为达到上述目的，采用的技术方案是微电网概率潮流计算方法，包括步骤对微电网中各个节点编号，根据微电网的系统数据，形成节点导纳矩阵；由各节点注入功率的概率分布求得注入功率的各阶半不变量；利用两点估计法结合节点注入功率的分布特性求取微电网潮流均值，并得到最后一次迭代的雅克比矩阵均值；利用各节点注入功率的各阶半不变量和最后一次迭代的雅克比矩阵，求取系统状态变量的各阶半不变量；根据系统状态变量的各阶半不变量求取它们概率分布函数对应的Gram-Charlier级数各项系数；利用Gram-Charlier级数截尾近似表示状态变量的概率分布,并可求取越限等事件的概率。
图I为本发明的一个实例流程具体实施例方式为便于理解本发明，下面结合附图进行阐述。本发明提出一种微电网概率潮流计算方法，请參考图1，包括步骤S101、节点编号，形成节点导纳矩阵；S102、求各节点注入功率的各阶半不变量；根据节点注入功率的概率分布，求取各个节点注入功率的各阶半不变量，其中包含均值和方差。
S103、求取微电网潮流的均值；根据两点估计法的原理，计算微电网潮流的均值，并得到最后一次迭代的雅克比矩阵的均值，供后续计算使用。S104、求取微电网状态变量的各阶半不变量；根据线性化的潮流模型，结合半不变量的线性性质，求取微电网中状态变量的各阶半不变量。S105、求取Gram-Charlier级数的各项系数，并由此得到各状态变量概率分布的近似概率密度函数表达式；根据状态变量的各阶半不变量可求解得出各状态变量标准化后所对应的Gram-Charlier级数的各项系数,对级数进行截尾近似,并作相应的平移，得到各状态变量的概率密度函数。S106、求微电网概率事件的概率；根据概率密度函数积分运算求取微电网概率事件的发生概率，从而对微电网运行进行评估。本发明提出的微电网潮流计算方法，对所需分析的微电网进行节点编号，形成节点导纳矩阵；再根据各节点注入功率的分布特性，求取各节点注入功率的各阶半不变量；利用两点估计法求取微电网潮流的均值以及最后一次迭代的雅克比矩阵均值；根据雅克比矩阵和节点注入功率的各阶半不变量求取微电网中各状态变量的半不变量；根据各阶半不变量求取各状态变量对应Gram-Charlier级数的各项系数，以近似表示各状态变量的概率密度函数；根据求得的概率密度函数，计算各种事件，尤其是对微电网系统不利的事件的发生概率，从而分析微电网的运行状况。由于半不变量是随机变量的ー种数字特征，它可以由不高于相应阶次的各阶矩求得，本发明利用了随机变量的半不变量可加性与线性性，在求取概率密度函数时，可避免卷积积分的繁杂运算，使得计算简化。半不变量是通过对随机变量特征函数取对数变换而定义的，当随机变量的各阶段半不变量存在时，各阶半不变量与不高于相应阶次的各阶中心矩或者原点矩有对应的转换关系。在其中一个实施方式中，上述S102步骤包括根据公式# = ズ· f(.x)dx ;求取随机变量X的均值；根据公式 爲O-求取随机变量X的各阶段中心矩；
其中，X为某节点所连接的功率注入単元的随机注入功率；
根据公式
权利要求
1.微电网概率潮流计算方法，其特征在于，包括步骤 对微电网各节点编号并形成节点导纳矩阵； 根据节点注入功率的概率分布或统计特性求解各阶半不变量； 根据各节点注入特性及各阶半不变量，结合微电网节点导纳矩阵，求解微电网潮流的均值，并得到最后一次迭代的雅克比矩阵； 求解微电网状态变量的各阶半不变量； 求解状态变量相应的Gram-Charlier级数系数,并对级数截尾近似代替变量的概率密度函数； 利用状态变量的概率密度函数求事件概率。
2.根据权利要求I所述的微电网概率潮流计算方法，其特征在干， 所述根据节点注入功率的概率分布或统计特性求解各阶半不变量的步骤具体为 根据节点注入功率的概率分布函数，求取节点注入功率的各阶原点矩和中心矩； 根据公式// = ]":X-/(x)Jx，求取节点注入功率的均值； 根据公式P1 = 0- //(_ゎめT，求取节点注入功率的各阶中心矩3k; 其中，f(x)为某节点随机注入功率X的概率分布函数。
3.根据权利要求I或2所述的微电网概率潮流计算方法，其特征在干， 所述的根据各节点注入特性及各阶半不变量，结合微电网节点导纳矩阵，求解微电网潮流的均值，并得到最后一次迭代的雅克比矩阵均值的步骤具体为 应用两点估计法，根据微电网中各节点注入功率特性，结合已求得的微电网节点导纳矩阵与线性化的潮流方程，求解微电网的潮流均值； 在以上求取微电网潮流均值的过程中，包含的线性化潮流方程迭代求解过程中产生相应于潮流方程的雅克比矩阵，选取适当的统计方法，得到最后一次迭代的雅克比矩阵均值。
4.根据权利要求3所述的微电网概率潮流计算方法，其特征在干，所述的求解微电网状态变量的各阶半不变量的步骤具体为 根据公式AZw = Sf 和AZ = TmAW(k>;求取潮流结果中，节点状态变量X和支路变量Z的半不变量； 其中，AW(k)为各节点注入功率的k阶半不变量组成的矩阵；み=J01，为灵敏度系数矩阵，等于节点潮流方程W=f (X)的雅克比矩阵Jtl的逆Jtl为支路潮流方程Z=g(X)对应的雅克比矩阵Gtl与Stl的乘积，T0=G0S0 ,Af和r"表示对矩阵中各元素求k次冥得到的矩阵。
5.根据权利要求4所述的微电网概率潮流计算方法，其特征在干， 所述的求解状态变量相应的Gram-Charlier级数系数,并对级数截尾近似代替变量的概率密度函数的具体步骤为 根据公式
6.根据权利要求5所述的微电网概率潮流计算方法，其特征在干， 所述的利用状态变量的概率密度函数求事件概率的具体步骤为根据已有的规程与微电网实际情况，确定状态变量的允许波动范围； 根据公式:
全文摘要
本发明提出实现微电网概率潮流分析的方法，包括步骤对微电网中各个节点编号，根据微电网的系统数据，形成节点导纳矩阵；由各节点注入功率的概率分布求得注入功率的各阶半不变量；利用统计的方法，针对不确定性节点注入功率，求取微电网潮流的均值，并得到最后一次迭代的雅克比矩阵均值；利用各节点注入功率的各阶半不变量和最后一次迭代的雅克比矩阵均值，求取系统状态变量的各阶半不变量；根据系统状态变量的各阶半不变量求取它们概率分布函数对应的Gram-Charlier级数各项系数；利用Gram-Charlier级数截尾近似表示状态变量的概率分布，并可求取越限等事件的概率。本发明提出利用半不变量与Gram-Charlier级数的概率论与数理统计概念，实现微电网概率潮流的求解，能够反映不确定性，并有助于微电网规划、运行人员对微电网进行评估。
文档编号H02J3/00GK102856903SQ20121033902
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日
发明者刘明波, 董萍, 简淦杨, 赵建宁, 刘相枪, 王朝硕, 田应富 申请人:华南理工大学