利用短期功率预测的含光伏电网的动态风险评估方法与流程

本发明属于新型电力系统停电风险评估领域，具体涉及一种利用短期功率预测的含光伏电网动态风险评估方法、系统、电子设备及计算机可读介质。

背景技术：

1、随着新能源电网的不断发展，人们在获得新能源电网带来的巨大利益的同时，也面临着由于光伏发电的不确定性带来的电网安全可靠运行的挑战。目前现有技术仅是从潮流分布以及潮流转移角度对传统电网薄弱环节进行评估，在评估过程中很少考虑新型电力系统中光伏出力的不确定性并且进行功率预测，导致评估角度不同，评估结果会存在差异。因此，综合考虑多个指标将短期功率预测方法与电力系统的故障传播机理模型相结合，对新型电力系统中光伏出力不确定性风险状态进行动态评估，对电网的安全稳定运行至关重要。

技术实现思路

1、针对现有方法的不足，本发明公开了一种利用短期功率预测的含光伏电网的动态风险评估方法、系统、电子设备及计算机可读介质，对于含光伏发电的电力系统进行动态功率出力预测，并在电力系统故障传播机理模型下，进行仿真模拟得到指标数据，进而计算指标权重，得到电网动态风险评估结果，评估准确，对电网故障运行起到预防警示作用。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种利用短期功率预测的含光伏电网的动态风险评估方法，包括如下步骤：

4、根据光伏发电场的历史功率输出以及当前的天气预报参数，获取电网中光伏电场的功率预测值，建立模拟系统停电事故演化过程的故障传播机理模型；

5、根据所述模型对停电事故进行仿真模拟，记录节点电压偏移、系统负载率、负荷损失率和惯量损失率四项指标数据；

6、从上述指标数据中筛选出若干组，采用客观熵权法和改进的层次分析法相结合的综合赋权法计算四项指标的权重，得到风险评估结果。

7、优选地，所述电网中光伏电场的功率预测值采用短期功率预测算法获取。

8、优选地，所述建立模拟系统停电事故演化过程的故障传播机理模型，包括：

9、线路i的负载率li为：

10、线路i的停运概率pi为：

11、式中，fi表示第i条线路的潮流，fi,max表示第i条线路的潮流极限；li表示第i条线路的负载率。

12、优选地，所述节点电压偏移、系统负载率、负荷损失率和惯量损失率四项指标的计算公式为：

13、电压偏移δu：

14、系统负载率ls：

15、负荷损失率tloss：

16、惯量损失率hloss：

17、式中，uk表示系统实际的节点电压，uk,0表示系统中未经扰动时正常节点电压，m表示节点数；fj表示系统中对应线路的当前传输功率，fj,max表示系统中对应线路的当前传输功率，n表示系统的线路总数；tload表示电网为维持稳定运行切去的负荷总量，tsys表示系统的负荷总量；hloss-l表示故障中失去负荷中的惯量，hloss-g表示故障中失去的母线上所连发电机的惯量，hsys表示系统的总惯量。

18、优选地，从上述指标数据中筛选出若干组，包括：

19、分别以节点电压偏移程度和系统负载率的数值按照由大到小的顺序各筛选出若干组指标数据。

20、优选地，所述采用客观熵权法和改进的层次分析法相结合的综合赋权法计算四项指标的权重，得到风险评估结果，包括：

21、1)对筛选出的若干组指标数据进行归一化处理：

22、

23、式中，rij表示样本j对应的指标i的值，maxri和minri分别表示指标i对应的最大值和最小值；

24、2)客观熵权法的计算公式为：

25、

26、式中，ωj表示第j个指标熵权，ej表示第j个指标的熵值，由计算求得，m表示参与评估的特征参量个数；

27、3)改进层次分析法的判断矩阵a如式：

28、

29、采用评判一致性矩阵a’完成矩阵的一致性检验：

30、

31、式中，计算一致性矩阵a'的特征向量，即得主观权重β＝[β1，β2，…，βn]；

32、4)计算客观赋权法与改进的层次分析法相结合的综合权重：

33、

34、式中，λ表示综合权重，n表示评判指标个数；ω1，ω2，…，ωn表示评判指标客观权重；β1，β2，…，βn表示评判指标主观权重。

35、一种利用短期功率预测的含光伏电网动态风险评估系统，包括：

36、故障传播机理模型构建模块，根据光伏发电场的历史功率输出以及当前的天气预报参数，获取电网中光伏电场的功率预测值，建立模拟系统停电事故演化过程的故障传播机理模型；

37、仿真模拟模块，根据所述模型对停电事故进行仿真模拟，记录节点电压偏移、系统负载率、负荷损失率和惯量损失率四项指标数据；

38、风险评估模块，从上述指标数据中筛选出若干组，采用客观熵权法和改进的层次分析法相结合的综合赋权法计算四项指标的权重，得到风险评估结果。

39、一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述利用短期功率预测的含光伏电网的动态风险评估方法。

40、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行所述利用短期功率预测的含光伏电网的动态风险评估方法。

41、本发明的积极有益效果：

42、1.本发明针对电力系统光伏发电的大规模接入，由于光伏出力不确定性，现以光伏出力历史数据以及当前的天气预报参数，通过采用短期功率预测算法得到预测的光伏出力，实现对系统中光伏发电场预测时刻的输出加以更新。在突发扰动时，各节点线路的运行参数会发生变化，利用短期功率预测建立含光伏发电系统的电力系统的故障传播机理模型，将短期功率预测方法与电力系统的故障传播机理模型相结合，对新型电力系统中光伏出力不确定性风险状态进行动态评估，评估准确，保证电网的安全稳定运行。

43、本发明在电力系统故障传播机理模型下进行仿真模拟得到节点电压偏移、系统负载率、负荷损失率和惯量损失率指标数据，其中，节点电压偏移和系统负载率属于评估体系中的代表性动态指标，负荷损失率和惯量损失率是在各项指标的共同作用下所产生的故障指标，评估指标的选取代表性较强，而且以节点电压偏移程度和系统负载率的数值按照由大到小的顺序选出具有代表性的若干组指标数据进行权重计算，进而进行风险评估，大大缩减了工作量，使得评估过程更加简便，通过节点电压偏移和系统负载率来筛选出的指标数据，具较强的代表性，更贴合实际情况，评价结果更准确。

技术特征：

1.一种利用短期功率预测的含光伏电网的动态风险评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用短期功率预测的含光伏电网的动态风险评估方法，其特征在于，所述电网中光伏电场的功率预测值采用短期功率预测算法获取。

3.根据权利要求1所述的利用短期功率预测的含光伏电网的动态风险评估方法，其特征在于，所述建立模拟系统停电事故演化过程的故障传播机理模型，包括：

4.根据权利要求1所述的利用短期功率预测的含光伏电网的动态风险评估方法，其特征在于，所述节点电压偏移、系统负载率、负荷损失率和惯量损失率四项指标的计算公式为：

5.根据权利要求1所述的利用短期功率预测的含光伏电网的动态风险评估方法，其特征在于，从上述指标数据中筛选出若干组，包括：

6.根据权利要求5所述的利用短期功率预测的含光伏电网的动态风险评估方法，其特征在于，所述采用客观熵权法和改进的层次分析法相结合的综合赋权法计算四项指标的权重，得到风险评估结果，包括：

7.一种利用短期功率预测的含光伏电网动态风险评估系统，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-6任一项所述利用短期功率预测的含光伏电网的动态风险评估方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行权利要求1-6任一项所述利用短期功率预测的含光伏电网的动态风险评估方法。

技术总结
本发明公开了一种利用短期功率预测的含光伏电网动态风险评估方法，包括如下步骤：根据光伏发电场的历史功率输出以及当前的天气预报参数，获取电网中光伏电场的功率预测值，建立模拟系统停电事故演化过程的故障传播机理模型；根据所述模型对停电事故进行仿真模拟，记录节点电压偏移、系统负载率、负荷损失率和惯量损失率四项指标数据；从上述指标数据中筛选出若干组，采用客观熵权法和改进的层次分析法相结合的综合赋权法计算四项指标的权重，得到风险评估结果。本发明对于含光伏发电的电力系统进行动态功率出力预测，并在电力系统故障传播机理模型下，进行仿真模拟得到指标数据，进而计算指标权重，得到电网动态风险评估结果，评估准确。

技术研发人员：李诚帅,刘辉,齐延章,黄太昱,郭绯阳,张峰,丁振江,谢洋蛟,章鹏飞,张永龙,邵宇飞,孔维豪,马远阳,彭政
受保护的技术使用者：河南九域恩湃电力技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19