概率最优潮流的点估计算法

针对电力市场运营中存在的不确定因素,该文提出一种基于三点估计的概率最优潮流算法。这种算法采用随机变量的高阶矩构造估计点,通过随机变量与目标函数之间的确定性关系对目标函数进行点估计,得到目标函数的统计特征值。文中所提出的算法能方便地将概率问题转化为确定性问题处理,因此可利用电力系统中已有的计算资源,提高计算效率。IEEE-30和118节点系统算例表明,和蒙特卡罗仿真及两点估计法相比,基于三点估计法的概率最优潮流分析计算量小,结果准确,得到的概率信息能更全面地反映电力市场的运行状况。     

基于Nataf逆变换的概率潮流三点估计法

随着风电接入容量的增加,不仅需要考虑大规模风电出力随机性和间歇性对电力系统的影响,还需考虑由不同风电场的风速相关性导致的风电场出力相关性给电力系统带来的影响。利用Nataf变换及逆变换建立多维标准正态空间与多维非正态空间的关系,通过Nataf逆变换可以将独立标准正态空间的采样点转换到相关的非正态变量空间中。通过引入Nataf逆变换,提出可以处理非正态分布随机变量相关性的概率潮流三点估计法。IEEE RTS 24节点系统和IEEE 118节点系统的算例表明算法计算速度快,可以精确地给出输出变量的期望值和标准差。     

考虑频率波动的孤岛微电网在线三相概率潮流计算方法

为了量化短期源荷功率扰动对频率波动的影响并保证模拟精度,从短期概率潮流问题出发,采用预测分量和随机预测误差分量分别表示风电和负荷的实时扰动功率,同时用一次调频实现扰动功率中随机预测误差分量的平衡,用基于超前控制方式的二次调频实现系统当前功率缺额和扰动功率预测分量的平衡,从而实现了对源荷功率扰动影响的准确量化评估。同时,提出的模型考虑了微电源的三相电压、电流对称控制特性以及可控微电源与负荷的静态频率电压调节特性,精确模拟了孤岛微电网的调频过程以及微电源的三相潮流控制特性,因而大幅提高了三相潮流与频率波动的仿真精度。采用三点估计法实现所建模型的概率评估,并通过IEEE 33节点修正系统的仿真分析验证了所提方法的有效性。     

计及风电场风速相关性的概率最优潮流计算

大规模风电场的接人给电力系统带来了大量不确定因素,针对含大型风电场的概率最优潮流问题展开研究,建立了考虑风速相关的风电场接入的电力系统概率最优潮流计算模型。采用正交变换技术处理相关的随机变量,提出了基于正交变换的点估计法。通过点估计方法将概率最优潮流问题转化为确定性的最优化问题,然后采用内点法加以求解。IEEE-118系统的计算结果表明,与蒙特卡罗方法相比,该方法在保持较高计算精度的同时,消耗更少的计算时间,具有很好的应用前景。     

基于两点估计法的有源配电网概率潮流计算方法研究

高渗透率分布式电源接入是未来配电网的发展趋势,传统确定性潮流计算方法无法计及分布式电源给配电网潮流造成的波动性和随机性。为解决该问题,提出了基于两点估计法的有源配电网概率潮流计算方法。基于概率统计理论,建立配电网分布式电源的概率模型,在前推回代法的基础上,采用两点估计法进行含分布式电源配电网的概率潮流计算,可靠计入了分布式电源和用电负荷波动对潮流计算的影响。在IEEE33节点系统中的仿真结果表明,两点估计法能利用较少的估计点获得与蒙特卡罗法相同精度的结果,且具有求解速度快的优点。     

柔性互联配电网概率潮流算法研究

随着柔性直流配电技术的快速发展,直流配电网通过电压源换流器连接交流配电网构成的柔性互联配电网已成为当前的研究热点,但到目前为止,对于不确定性分布式电源接入的柔性互联配电网概率潮流计算尚未有文献进行研究。针对缺乏这种柔性互联配电网概率潮流研究的现状,文章开展不确定性研究,在分析了几种常规概率潮流计算方法后,以三点估计法结合改进交直流交替迭代算法作为柔性互联配电网概率潮流实现算法;以Nataf变换方法结合Cholesky分解进行不确定非正态输入变量的相关性处理;以IEEE 33节点配电系统结合国内首个五端直流示范工程-直流配电中心作为算例,验证了所提算法的有效性。     

几种概率电压稳定分析方法计算误差的对比分析

对电力系统进行电压稳定研究时,为了考虑负荷的随机变化和大规模风电并网引入的发电机出力变化,多种概率电压稳定分析方法先后被提出。分析比较了概率直接法、两点估计法和随机响应面法三种概率电压稳定分析方法的计算误差和计算效率。首先对各种计算方法的原理和步骤进行研究,并找出了可能影响计算误差的因素:负荷随机变量的标准差、风电场风速相关性和负荷随机变量的分布形式。然后在39节点算例系统上进行仿真计算。以蒙特卡洛方法的结果作为参考,比较了各种方法的计算误差和计算效率。分析了负荷随机变量标准差、风电场风速相关性和负荷随机变量分布形式不同,对各种方法计算误差的影响。计算结果表明,随机响应面法计算误差最小,而概率直接法用时最少。     

电力系统概率潮流算法综述

概率潮流是解决电力系统不确定因素的重要基础。随着间歇性能源的发展与电力系统随机性的提升,概率潮流在近些年来得到了广泛的研究。文中以算法的原理与优缺点为立足点,对电力系统概率潮流算法研究进行综述。首先,对概率潮流的研究问题进行阐述,简要介绍了概率潮流理论的发展、计算模型分类以及评价指标,并简述了概率潮流在电力系统中的应用情况。然后,按照算法的不同原理将概率潮流算法进行分类,基于不同类别的方法对实际应用的具体算法进行详细分析,分别介绍了不同算法的原理步骤以及优劣性和适用性,并针对各类方法进行了算法总体评价和发展趋势分析。最后,结合电力系统的最新发展要求对概率潮流算法的研究方向做出展望。     

含非正态分布概率潮流计算的改进型两点估计法

采用两点估计法进行考虑不确定性电力系统的概率潮流计算时容易产生较大的误差。提出一种可用于计算含服从非正态分布负荷的概率潮流问题的改进型两点估计法。该方法通过增加均一概率的估计点进行额外计算,不需要进行正态变换和估计高阶矩,其计算精度高于两点估计法。采用含服从非正态分布负荷的5节点系统和IEEE 14节点系统作为算例,与蒙特卡洛仿真的结果比较验证了提出的改进型两点估计法的准确性。     

考虑光伏出力相关性的配电网概率潮流

分布式光伏发电出力随机性强,且同一区域内的光伏出力相关性显著。考虑光伏接入的配电网概率潮流研究,关键在于相关非正态的光伏输入随机变量的处理。采用Nataf变换进行相关非正态输入随机变量的抽样,并与点估计方法相结合,提出了考虑光伏出力相关性的配电网概率潮流计算方法。与传统处理相关问题的正交变换相比,Nataf变换能够反映相关系数在不同变量空间中的变化,因此,在处理相关非正态随机变量方面,Nataf变换比正交变换法更为精确。通过对含有分布式光伏发电的IEEE 33节点算例系统的计算,验证了Nataf变换的优越性。进一步,分析了不同光照强度相关系数、负荷功率波动大小以及估计点个数对概率潮流计算结果精度的灵敏度。     

基于快速随机潮流的电力系统安全风险评估

电力系统中各种不确定性因素为安全风险评估工作带来困难,随机潮流计算可以计及这些不确定性因素。提出一种基于快速随机潮流的电力系统安全风险评估方法,通过考虑风电时序特性的短期风电功率预测方法构造风电出力多场景;在快速解耦潮流模型的基础上,考虑电力系统功频静态特性,采用以半不变量为基础的改进Von Mises方法获得各状态变量的概率分布函数。除节点电压和支路功率外,可以得到系统频率的概率分布等统计信息,通过各状态变量越限概率和产生后果的严重程度等风险指标全面评估系统风险。IEEE 39节点系统的测试结果表明该方法的计算快速有效,具有在线应用前景。     

含相关性随机变量的概率潮流三点估计法

采用三阶多项式正态变换方法,将非正态相关的多维随机变量变换到正态不相关的变量空间,在正态不相关的变量空间中取采样点,最后将这些采样点通过逆变换重新变换到非正态相关的变量空间中进行潮流计算。这种变换—逆变换的过程使得点估计方法能够处理含非正态相关随机变量的概率潮流问题。利用该技术,提出了一种求解包含风力发电和负荷随机性的概率潮流问题的三点估计法。基于IEEE 118节点系统的算例分析表明,该方法具有较高的精度,且计算效率高,为讨论基于相关性的概率潮流问题提供了一种有效的工具。     

电力系统概率潮流计算及其应用

文中探讨概率潮流计算在电力系统规划设计和运行方式研究中的应用.提出了在随机潮流计算中设置电压控制节点的概念和方法,可用来分析节点电压随机波动对系统其他节点电压和支路潮流的影响.对于电压控制节点,还可以计算出无功注入功率的随机分布,并由此确定在这些节点上应配置的无功补偿设备容量.通过计算实例验证了算法有效性和准确性.     

考虑负荷概率分布的随机最优潮流方法

针对考虑负荷概率分布的随机最优潮流问题,建立了相应的机会约束规划模型。基于经典最优潮流问题的内点法和随机潮流方法,设计了求解该模型的一种启发式方法。该方法以确定性负荷最优潮流计算结果为基础,通过求取受机会约束的变量的概率分布判断概率约束是否满足。若不满足,则根据变量分布和等效的机会约束,形成新的上下限约束,继续计算负荷为期望值时的最优潮流,直至所有概率约束满足。对5节点和IEEE 118节点系统的测试表明该算法的有效性。     

计及相关性的电—气互联系统概率最优潮流

为了缓解环境污染,"减煤增气"已成为能源结构调整的大趋势,"能源互联网"的提出加强了天然气网络与电力系统的紧密耦合。传统以电力系统为对象的最优潮流忽略了天然气网络的运行约束对电力系统造成的影响,可能导致优化结果过于乐观。因此提出了一种电—气互联系统的联合最优潮流,以互联系统的总运行成本为优化目标,考虑电力网与天然气网的运行约束。并且针对新能源接入背景下的不确定性,考虑输入变量之间的相关性,采用基于Nataf变换的点估计法进行概率最优潮流计算。对修改的IEEE 39节点系统与比利时20节点天然气网络进行算例分析,验证了所提模型的可行性以及有效性,并在此基础上分析了不同的波动水平及相关性对系统运行特性的影响。     

适用于超大规模电网的在线概率潮流算法

针对半不变量概率潮流算法受电网规模影响较大的特点,对传统概率潮流算法进行了优化改进。在随机变量较少的情况下,通过求取部分灵敏度矩阵的方法减少计算量。随机变量较多时,采用网络等值与分解的方法减小待计算电网规模,有效提升了半不变量概率潮流算法的计算速度。通过标准节点系统与多个大型电网模型的仿真分析验证了所提算法的准确性与实用性。     

电力市场概率网损分析

目前,网损分析计算方法很多,但大多很难计及节点注入功率随机波动等不确定因素所造成的影响。分析比较了现有的网损计算方法,提出了概率网损的新的分析方法,并将概率潮流方法应用于概率网损的分析计算。详细阐述了具体的实现过程并将该方法进一步应用于电力市场转运网损(过网网损)的分析计算。     

概率最优潮流方法及其在无功优化配置中的应用

针对电力系统运行中存在的大量不确定因素,探讨概率最优潮流方法及其在无功优化配置中的应用。分析和比较了蒙特卡罗法、半不变量法、点估计法等几类主要概率分析方法及特点,重点介绍点估计法及应用。给出了概率无功优化模型及蒙特卡罗法、半不变量法和点估计法的求解方法,通过实例对各种算法的准确性进行比较,并验证了方法的有效性。