基于证据理论的风速不确定性建模

风速决定了风电场的输出功率,风速模型是研究含风电系统运行与规划的重要基础。提出一种基于证据理论的风速不确定建模方法。采用证据理论中基本可信度分配的概念描述风速;提出依据实测历史数据确定基本可信度分配的焦元和信任函数的实现方法,并设计等概率区间和等取值区间2种建模策略。以某风电场实测风速为例对基于所建模型和基于概率分布及区间分布的模型进行仿真比较,结果表明所提模型能确定风速的似然累积概率分布和信任累积概率分布,能更有效地描述和处理风速不确定性信息。     

考虑新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序方法

为了有效地分析电力系统设备故障和新能源发电不确定性对系统静态电压稳定的影响,提出了一种考虑新能源发电不确定性的静态电压稳定故障筛选与排序方法。假设各新能源发电出力为均值,建立N-1故障场景下确定性的电压稳定临界点模型,根据所得的故障后负荷裕度筛选得到严重故障集。考虑风电和光伏发电的随机分布,建立故障场景下的电压稳定概率评估模型,采用随机响应面法求解获得故障场景的负荷裕度累积概率分布。根据负荷裕度累积概率分布,设计了2种故障后系统电压稳定性的排序指标,确定严重故障集的排序。IEEE 118节点标准系统的计算结果表明,所提故障筛选与排序方法是有效的,可以甄别和排序各故障场景下系统的概率静态电压稳定性;根据故障排序结果构建的电力系统概率电压稳定域有助于对概率稳定边界的分析和研究。     

考虑风电不确定性的概率区间潮流模型与算法

该文基于证据理论构造了风电场的随机出力和不确定节点负荷的基本可信度分配,提出了一种电力系统概率区间潮流(probabilistic interval power flow,PIPF)模型和算法。通过构建输入不确定量的多维联合可信度分配,将概率区间潮流问题转化为若干个区间潮流问题。并采用区间优化法求解区间潮流,获得潮流状态量的区间极值,最终合成了潮流变量的似然累积概率分布和信任累积概率分布。IEEE 30、118标准系统的计算结果表明,所提的概率区间潮流把概率潮流和区间潮流统一于一个模型,获得潮流变量的似然和信任累积概率分布,可用以判断变量取值的最大和最小概率,对电力系统运行有良好的指导意义。     

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。     

基于Gram-Charlier级数的含风电电力系统 静态电压稳定概率评估

可再生能源的波动性和随机性加剧了传统电力系统静态电压稳定评估的难度。为了有效计及风电出力不确定性对静态电压稳定评估的影响,提出了一种计及风电出力不确定性的静态电压稳定概率评估方法。首先,借助电力系统负荷裕度,推导各节点负荷裕度对风电注入功率的灵敏度,进而求解负荷裕度的各阶半不变量和负荷裕度的各阶矩。然后,结合风电所连节点注入功率的各阶矩和半不变量,对负荷裕度各阶矩进行Gram-Charlier展开,以求取计及风电不确定性的负荷裕度概率分布,进而实现电力系统静态电压稳定概率评估。最后,通过IEEE30节点系统验证所提方法的准确性和有效性。     

含随机出力分布式电源的配电网静态电压稳定快速概率评估方法

为保证有源配电网的安全稳定运行,针对分布式电源(distributed generation,DG)中风能和太阳能出力的随机不确定性,基于两点估计法和柯尼斯-费歇尔(Cornish-Fisher)级数,提出了含随机出力DG的配电网静态电压稳定概率评估方法。首先采用两点估计法选取样本点;然后基于样本点,采用连续潮流法进行确定性的电压稳定临界值计算;最后基于样本点计算所得的结果,引入Cornish-Fisher级数,建立静态电压稳定极限的概率分布模型,获得电压稳定临界点的统计特征及负荷裕度的概率分布函数。IEEE 33节点算例的计算结果表明:该方法可有效评估配电网静态电压稳定极限;与蒙特卡罗方法对比,该方法计算量小、速度快,并具有良好的精度。     

基于拟蒙特卡罗模拟和核密度估计的概率静态电压稳定计算方法

概率静态电压稳定计算能考虑电力系统中的随机因素,获得稳定裕度的统计数字和概率分布,是传统确定性的电压稳定计算方法的有效补充。文章研究了基于模拟法的概率静态电压稳定评估方法,通过引入拟蒙特卡罗模拟获得输入随机变量样本,以提高模拟法的计算效率,并采用基于扩散方程的核密度方法以准确获得稳定裕度的概率分布函数。将所提算法应用于IEEE 118节点系统和某省级电网的静态电压稳定分析。计算结果表明:相比于常用的模拟法,所提算法仅需要较少的采样规模即可获得较高的计算精度;随着外部直流馈入功率的增加和内部发电机开机的减少,该省网在低谷时段的电压稳定裕度低于峰荷时段的稳定裕度,即系统轻载时更加逼近稳定运行临界点。     

一种求取静态电压稳定裕度的新方法

通过分析简单交流支路的功率负荷能力,提出了求取静态电压稳定临界点的新算法.在确定临界电压崩溃点的基础上,通过比较不同的计算裕度指标的方式,提出采用复功率差值的模来表示静态电压稳定裕度是比较合理的.本文还给出了IEEE 5 节点系统的算例.     

一种求取静态电压稳定裕度的新方法

通过分析简单交流支路的功率负荷能力,提出了求取静态电压稳定临界点的新算法。在确定临界电压崩溃点的基础上,通过比较不同的计算裕度指标的方式,提出采用复功率差值的模来表示静态电压稳定裕度是比较合理的。本文还给出了IEEE 5节点系统的算例。     

基于证据理论的电网稳控系统可控容量不确定性分析北大核心CSCD

电网安全稳定控制系统(security and stability control system,SSCS)构成电网稳定防御第二道防线,其可控容量反映SSCS维持频率稳定的能力。站点控制路径可用性和可控容量波动性,增加了对SSCS可控容量评估的难度。文章提出了一种SSCS可控容量不确定性分析方法。基于执行站(executive station,EX)可控容量波动特性,采用证据理论方法建立EX基本可信度分配模型。改进SSCS概率加权邻接矩阵,建立站点控制概率模型以修正EX基本可信度分配。考虑站点控制容量与控制路径相关性,建立SSCS可控容量联合可信度分配模型。计算可控容量的似然累积分布(likelihood cumulative probability distribution,LCPD)和信任累积分布(belief cumulative probability distribution,BCPD),量化电网功率缺额下SSCS保全能力。通过与传统概率方法比较,验证了所提可控容量不确定分析方法的有效性。     

基于累积贡献率和可解释人工智能的静态电压稳定裕度估计特征量筛选方法

利用海量量测数据估计大规模互联电网静态电压稳定裕度时,合理地选择输入量测信号和裕度估计算法是实现高质量裕度估计的基础。提出了一种基于累积贡献率和可解释人工智能的关键特征量筛选方法。给出了基于沙普利值加性解释理论可解释模型的输入特征贡献值量化方法,并依据贡献值大小对特征降序排列;采用基于累积贡献率增量的循环优化过程剔除冗余特征,形成关键特征子集;在系统关键特征优选的基础上,采用轻量梯度提升机算法实现静态电压稳定裕度在线估计。所提方法在保证估计精度的同时,大幅降低初始样本维度,解决特征过拟合问题,有效提升静态电压稳定裕度估计在线性能。基于WECC 3机9节点系统、IEEE 10机39节点系统以及IEEE 300节点系统的仿真分析验证了所提关键特征量筛选方法在电力系统静态电压稳定裕度估计中的有效性。     

含风电场电力系统的负荷裕度概率分析混合方法

负荷裕度是电力系统静态稳定性分析中的一项重要指标。为评估风电并网后系统的电压稳定性,文章针对风速的随机特性提出了一种基于叠加性原理和半不变量法的负荷裕度概率分布求解方法。首先求得负荷裕度关于随机参数的灵敏度矩阵,然后在线性化后的系统上运用叠加性原理,将系统负荷裕度指标在期望值附近进行分解。在求得负荷裕度概率密度函数的基础上计算非正常运行状态下的系统电压失稳概率,有效评估电力系统的电压稳定状态。IEEE14节点算例系统上的仿真结果表明所提方法不仅计算简单、准确,而且计算效率也优于半不变量法。     

基于负荷裕度随机特性的电压失稳概率问题研究

为了克服传统分析方法在电压稳定问题研究中存在的不足,需要掌握与电压失稳现象相关的一些概率信息。针对这种情况,提出了一种基于负荷裕度随机特性的方法来计算系统电压失稳的概率。该方法通过研究连续潮流计算中与临界点位置密切相关的参数随机变化来确定相应的负荷裕度的随机特性,并在此基础上利用半不变量方法获取所需的电压失稳概率。由于该方法在计算过程中考虑了更多不确定性因素对电压稳定的影响,因此其结果在准确性和合理性上都有很大程度的提高。对IEEE 39节点系统的仿真研究证实了上述方法的正确性。     

考虑双馈异步风电机组无功极限的静态电压稳定概率评估

风电机组中双馈异步发电机(DFIG)恒电压运行时具备一定无功调压能力。为了准确评估含DFIG风电机组的电力系统电压稳定性,得到更为精确的临界功率或负荷裕度的统计信息,构建了考虑DFIG风电机组恒电压运行的无功极限的静态电压稳定概率分析模型,并采用蒙特卡罗法结合内点法加以求解。模型中将风电场接入节点作为PV节点,考虑了风机网侧变换器的注入无功功率,分析了风速随机性和相关性对风电机组注入无功功率和系统电压稳定性的影响。IEEE 118和300节点标准系统的计算结果验证了所提模型和方法的有效性。     

负荷不确定性电网的电压稳定性评价方法

提出一种基于负荷不确定性电网的电压稳定性评价方法.在电网各节点及总负荷水平不确定、只能给出一个区间范围的情况下,首先定义了一种电压稳定性评价模型,采用边界定值法进行求解,找出一组最恶劣的负荷分布,使其在满足负荷取值范围的约束下离崩溃曲面的负荷距离最短.所述方法考虑了各节点和系统总负荷水平的不确定性,为电网的电压稳定性评估提供了一种新思路.在IEEE 14和IEEE 57节点系统中验证了所述算法的快速性和有效性.     

电力系统静态电压稳定性在线监控(二)--一种在线确定负荷裕度的方法

提出了一种可在线应用的静态电压稳定裕度计算方法．首先基于计及负荷静态特性的节点静态电压稳定指标（VSI）,用直线拟合VSI变化曲线．计算系统最大负荷系数,推导出负荷系数裕度指标,然后将此指标和发电机无功越界裕度指标配合使用．从而可以较好地对系统的负荷裕度进行在线估计．IEEE 30节点的仿真表明该方法应用简单、计算速度快．可用于电力系统运行状态的实时监控.     

满足静态电压稳定增强要求的发电机最佳调整方法

为增强电力系统的静态电压稳定性,同时最大限度地减小运行人员的操作工作量,提出了一种综合经济性和静态电压稳定性的发电机最佳调整模型。该模型以发电机参与调整台数最少和发电成本最小为目标,约束条件包括系统负荷裕度满足设定提升要求和电力系统安全运行要求。该问题的数学本质是一个多目标非线性混合整数规划问题。为实现上述问题的求解,首先以线性灵敏度方法快速估算所需调整出力的发电机,求解控制数量最少的整数规划问题。然后以发电成本最小为目标,利用线性规划法求解各台发电机的调整出力值。最后在IEEE39节点算例和IEEE118节点算例进行仿真验证,结果表明所提模型与求解方法能很好地解决系统的静态电压稳定性增强控制问题。     

基于粒子群算法并计及静态电压稳定性的电力系统无功规划

提出了基于改进粒子群优化算法的无功规划方法,该方法有效提高了初始粒子的质量,消除了传统粒了群优化算法的边界振荡现象,利用电压稳定裕度指标对系统负荷节点进行排序,选择其中电压稳定性较薄弱的节点作为无功补偿装置的安装点,将电压稳定裕度最大作为无功规划的目标函数之一,以改善系统的静态电压稳定性。该规划方法在IEEE30节点系统的应用结果表明其在降低网损的同时能够有效提高负荷节点的电压稳定裕度。