基于Bootstrap的负荷模型的小样本不确定性分析

电力系统不确定性分析中常对实测数据或模型参数的总体分布做出假定。实际上,概率分布的选取会造成计算结果的差异,影响判断和决策的制定。结合Bootstrap法和随机响应面法,提出了根据小样本数据的总体分布特性快速计算不确定性的策略:首先利用Bootstrap法估计小样本数据的经验概率分布,然后再估计不确定性分析所需的统计量,最后采用随机响应面法快速定量计算服从经验概率分布的参数所引起的不确定性。由于Bootstrap法可将小样本问题转化为大样本问题来估计未知参数的近似分布,该策略可充分利用现场实测的小样本数据,客观估计小样本空间下输出响应的不确定性。     

基于Bootstrap的实测负荷模型参数优选

负荷模型对电力系统的动态仿真及控制起着举足轻重的作用。为使建立的负荷模型具有较好的泛化能力,在Bootstrap原理的基础上,本文充分利用实测负荷数据,提出了负荷模型参数优选的策略:首先利用优化的方法(如遗传算法)辨识单条实测曲线的负荷模型参数,然后利用Bootstrap法估计型各参数的统计特性,最后根据统计特性选择相应的参数值。由于Bootstrap法可将小样本问题转化为大样本问题来估计未知参数的近似分布,因此该策略可充分利用现场实测的小样本数据,客观估计小样本空间下参数的统计特性,达到参数优选的目的。     

基于随机响应面法的电力系统仿真不确定性分析

随机响应面法可克服传统方法仿真次数多、时间长的缺陷,仅需少量次数仿真便可快速估计出响应的不确定度。但由于电力系统的复杂性和强非线性,随机响应面法用于电力系统仿真仍有若干问题值得深入探讨。为使随机响应面法得到更广泛的应用,文中以蒙特卡洛模拟作为参照,详细探讨了配置点选取、参数服从经验概率分布或参数具有相关性时的不确定度等...     

基于随机响应面法的动态仿真不确定性分析

为分析负荷模型、故障时间长短等关键参数变动对电力系统动态稳定的影响，将一种新方法———随机响应面法应用于电力系统动态仿真的不确定性分析中。随机响应面法能够建立响应与输入参数之间的多项式表达关系，仅需少量仿真便可快速估计出响应的统计信息，克服了传统不确定性分析方法的仿真次数多、时间长等缺点。IEEE 9节点系统的算例分析证实了随机响应面法的有效性和实用性。IEEE 39节点系统的仿真结果表明，关键参数的变动可引起较大的响应不确定度，尤其是负荷模型结构的不同对系统的动态行为和动态稳定有着重要影响，可直接关系到系统的安全稳定运行。     

电力系统时域仿真的动态一致性检验

电力系统中模型参数的辨识值常因优化算法、收敛区间、迭代次数等的差异而不同,此时常规的误差分析方法很难判断并选择合理的参数组。为解决这一问题,文中提出采用一种定量的不确定性分析方法——随机响应面法对仿真结果进行动态一致性检验的新观点,并提出了相应的检验标准。由于随机响应面法能克服传统的蒙特卡洛法仿真次数多、时间长的缺点,利用随机响应面法可快速计算出参数组中多个参数的联合不确定度,从而得到仿真结果的均值和置信区间,校验模型参数的有效性,为参数的合理选择提供参考依据。某大区电网的负荷实测记录验证了该方法的有效性。     

考虑源荷不确定性的高风险连锁故障快速筛选

电力系统日益增强的源荷双侧不确定性给动态安全评估带来了更大挑战。基于随机响应面法和深度森林，提出一种考虑源荷不确定性的连锁故障快速筛选方法。首先，提出了结合分布因子的改进随机响应面法(SRSM-DF)，快速计算线路连锁开断过程中的随机潮流。然后，基于深度森林提出了SRSM-DF计算误差快速判断方法，该方法可兼顾随机潮流计算的速度和精度。最后，构建了两阶段高风险连锁故障筛选策略，进一步考虑故障导致的切负荷和直流功率损失，并建立了求取连锁故障后果的线性规划模型，以降低连锁故障筛选的计算复杂度。实际电网仿真结果表明，所提方法能够快速筛选得到不确定条件下的高风险连锁故障。     

考虑风电的电压稳定概率评估的随机响应面法

为了准确描述电力系统中不确定因素对静态电压稳定分析的影响,掌握负荷裕度或临界功率的概率分布信息,确定某一负荷水平下电压失稳的概率,提出了基于随机响应面方法的电压稳定概率评估方法。用随机响应面法将概率分析问题转化为确定性的非线性规划问题,然后采用内点法求解。电压稳定概率评估模型中考虑了并网风电场输出功率的随机性和负荷的不确定性,并利用正交变换技术处理风电场间风速相关性,分析了风速相关性对临界功率概率分布的影响。IEEE 118和IEEE 300节点系统计算结果表明,与蒙特卡罗方法相比,该方法在保持较高计算精度的同时,需要较少量的采样。     

负荷模型不确定性对电力系统动态仿真的影响

为解决蒙特卡洛模拟法仿真次数过多、消耗时间过长等缺点，采用一种新的不确定分析方法--概率分配法(probabilistic collocation method，PCM)，定量分析动态负荷所占比例的不确定性对动态仿真及稳定的影响裕度。新英格兰 10机 39节点系统的仿真分析验证该方法在电力系统动态仿真中的实用性和有效性。仿真分析显示离故障点较近且负荷较重的节点，其动态负荷所占比例的不确定影响最大；某些距故障点较远但负荷较重的节点，其不确定性对暂态稳定仍有较大的影响。对电力系统的动态仿真结果表明PCM方法可直接在输出响应与指定参数间建立多项式关系，仅用参数的概率密度函数及少量仿真便可快速估计出响应的概率分布，从而对响应进行不确定性分析。     

大规模风电接入电力系统的概率小扰动稳定性分析与优化控制

确定性模型的特征值分析方法难以准确评估含大规模风电电力系统的小干扰稳定性,为此提出一种概率小 干扰稳定的分析方法.首先,通过Weibull分布描述风速的不确定性,利用极大似然法并结合实测数据计算Weibull 分布的形状参数及尺度参数.其次,提出基于点估计的小干扰概率稳定分析,利用半不变量法和Cornish-Fisher级数 展开法拟合输出状态变量,获得输出变量的概率分布.最后,以区域振荡模式阻尼比为优化目标,以电力系统频率稳 定为约束,优化风力发电系统的虚拟惯量控制参数,提高含大规模风电的电力系统小干扰稳定性.仿真计算结果表 明,通过对风电机组的虚拟惯量参数优化,可提高含大规模风电的系统阻尼比,有效改善系统的小干扰稳定性,为高 渗透率风电接入电力系统的安全可靠运行提供一定的理论基础.     

大电网可靠性评估的随机响应面法

为定量分析元件可靠性参数的不确定性对大电网可靠性评估的影响,采用计及元件故障率和平均修复时间的随机性引入随机响应面法,通过少量计算,建立了大电网可靠性指标的函数表达式,继而得到指标的期望和方差;为提高可靠性参数非正态假设下的计算收敛速度,提出了基于广义混沌多项式的随机响应面法;为验证所提方法的正确性和有效性,采用RBTS测试系统进行了可靠性评估分析。测试结果表明:基于上述函数关系,可量化分析可靠性参数的不确定性对大电网可靠性评估的影响,易辨识出系统可靠性的薄弱参数,可为规划和运行人员进行可靠性改善研究时提供参考。