考虑风电功率概率分布不确定性的含风电配电网无功规划方法

由于风电功率预测的局限性,难以准确而有效地刻画风电功率的概率分布函数,提出考虑风电功率概率分布不确定性的含风电配电网无功规划方法。该方法可有效应用于风电概率分布集合中的任意分布情况,在一定概率约束下保证配电网的安全运行要求,同时最小化配电网网损和无功设备投资成本之和。采用概率分布鲁棒机会约束模型描述含风电的配电网无功规划问题,根据潮流平衡等式分离节点电压和支路功率约束中的随机向量,根据条件风险价值(CVaR)的物理意义构建关于节点电压约束和支路功率约束的CVaR模型,利用对偶优化、Schur补和S-lemma的性质将该模型转化为确定性的双线性矩阵不等式(BMI)问题。采用基于BMI优化的免疫粒子群算法求解该问题。改进的IEEE 33节点配电系统仿真结果验证了所提无功规划方法的可行性和有效性。     

考虑风电和负荷不确定性的输电网多目标柔性规划

风电大规模集中并网使输电网中电源出力的不确定性显著增强,并且当前考虑风电和负荷不确定性的输电网规划模型大多采用直流潮流,规划结果的准确性有待提高.以交流潮流为基础,构建了考虑风电和负荷不确定性的输电网多目标柔性规划双层模型.上层模型是以建设投资等年值费用、年网损费用和运行效率为目标的输电网多目标规划模型,采用带精英策略...     

考虑数据和模型不确定性的短期风电功率概率预测

风电功率预测结果的不确定性包括数据不确定性和模型不确定性。首先,分析了两种不确定性的来源,给出了风电功率概率预测的目标和形式;其次,将风电功率条件概率分布的参数作为神经网络输出,并利用负对数似然损失作为损失函数,实现对数据不确定性的建模;然后,将神经网络的权重由确定的变量转变为随机变量,并采用概率分布表示,实现了对模型不确定性的建模;最后,提出了考虑数据不确定性和模型不确定性的风电功率概率预测方法。基于实际风电场数据分析了不同概率分布下预测的性能,结果表明,所提方法支持概率分布、区间、出力场景3种形式概率预测;并且考虑模型不确定性后,提升了概率分布预测的性能;也验证了在异常天气条件下,所提方法能够表征预测结果的不确定性。     

考虑负荷和风电出力不确定性的输电系统机会约束规划

提出了一种考虑负荷和风电场输出功率不确定性、基于机会约束规划的输电系统规划方法。将Monte Carlo方法与解析的概率潮流计算方法相结合,得到含风电场电网输电线路的有功概率潮流分布。通过改进经典的输电系统规划模型,得到考虑负荷和风电场有功出力的概率分布、基于概率潮流计算的输电系统机会约束规划模型。为了有效求解该模型,设计了一种两步式遗传算法。该方法可以有效处理输电系统规划中的不确定性,并为规划人员提供比传统方法更丰富的信息。算例证明了该方法的有效性。     

考虑风电接入的电源电网协调规划

风电出力存在随机性、波动性、间歇性、可控性差等问题,使得风电并网不仅仅是单纯的电网规划问题,还体现在对系统调峰、调频能力的需求方面。文中针对风电随机性的特点进行了电源规划,确定调节机组配置。在此基础上,将调节机组选址问题与电网规划问题相结合,建立了针对风电并网问题的电源电网协调规划模型。采用IEEE-RTS算例测试系统,验证了所提出电源电网协调规划模型的有效性。     

考虑风电出力不确定性的配电网概率潮流计算

在对配电网进行概率潮流计算时,通常采用的风速概率模型存在准确性差、求解参数复杂及多风机出力相关性难以考虑的缺点,为此提出一种采用双向生成对抗网络BIGAN(bidirectional generative adversarial net-work)刻画风电出力不确定性的配电网概率潮流计算方法.首先,分析BIGAN的基本原理和训练过程,给出了利用BIGAN生成风功率样本的步骤.其次,以实际风功率数据为原始样本,通过BIGAN获得生成样本,然后考察原始样本和生成样本的时间相关性、概率分布特性及空间相关性,验证BIGAN方法的有效性;最后,在IEEE 33节点系统中,以BIGAN生成的风功率样本和假定服从正态分布的负荷样本为输入进行潮流计算.结果表明所提方法计算精度高,计算时间短.     

考虑风电不确定性的电网备用优化决策方法研究

基于风电并网的国内外研究的基础上,主要进行了风电不确定性的电网备用优化决策方法研究。利用风电不确定性、机组强迫停运率和负荷波动三方面建立系统的不确定性模型。以最小化备用成本为目标,并分别以解析法和mentocarlo模拟法求解系统的可靠性指标作为约束条件,构建确定系统所需的最优旋转备用容量的数学模型。对接有风电场的IEEE RTS96系统仿真,反映了相同的备用需求随风速变化的趋势,并比较得出模拟法得到的备用结果比解析法大。在此基础上,该方法还可以对风速预测偏差,风电渗透功率对系统所需旋转备用的影响进行进一步分析。     

概率充分性评价方法在电网规划中的应用

在综合考虑各种复杂因素情况下,采用基于蒙特卡洛模拟的非序贯仿真方法对大型电网规划运行进行评估,得到系统的多项风险指标,其结果与系统规划及实际运行经验基本吻合,并可转化为经济指标,对系统的规划设计和运行调度具有重要的参考价值。     

综合考虑网络结构不确定性的概率潮流计算方法

目前,在概率潮流计算方法中,不确定性因素多数仅考虑了负荷的不确定性及发电机的随机故障,而不计及网络结构的变化。文中提出一种概率潮流计算新方法,综合考虑了负荷、发电机、网络结构不确定性对潮流结果的影响。文中推导了线路故障时节点注入功率与各支路有功功率的线性关系,应用半不变量法和Gram-Charlier级数展开式求取各支路潮流的概率分布,避免了复杂的卷积运算;结合补偿法及全概率理论来处理网络结构变化的随机因素,建立了综合考虑负荷随机变化、发电机随机故障和网络结构随机变化的概率潮流计算模型,可以快速求得各支路潮流的概率分布函数(CDF)和概率密度函数(PDF)。通过对IEEE 39节点及某区域电网实际系统的算例分析,表明网络结构的不确定性对待求量的概率分布有显著影响。因此,利用所提方法得到的概率潮流结果能为规划人员提供更准确和全面的信息。通过与蒙特卡罗方法进行比较,验证了该方法的快速性与准确性,说明所提方法具有实际应用前景。     

考虑线路被选概率的电网灵活规划方法

采用多场景方法求得未来多种可能负荷场景下的电网最优规划方案,得到各条待选线路在每种场景下的被选情况;然后根据各种场景可能出现的概率,提出了待选线路被选概率的概念,根据电网可靠性要求和线路被选概率的大小选择各条待选线路,形成一种具有较好适应性的电网灵活规划方案。     

考虑电能质量约束的含风电场电网规划

考虑风电场出力及负荷预测的不确定性,利用机会约束思想建立了含风电场的电网规划模型.以线路投资费用最少为规划目标,采用基于 Monte Carlo 模拟的直流概率潮流判断规划方案是否违反支路功率约束.同时把风电场并网公共连接点(point of common coupling,PCC)处的电压闪变水平作为规划目标加入目标函数中.利用基本遗传算法(genetic algorithm,GA)对规划模型进行了求解.基于 Garver 6节点系统的仿真结果表明:可以在不显著增加电网投资的情况下,大幅度降低 PCC 处的电压闪变水平     

并网风电场下垂控制系数概率模型研究

随着风电并网容量的不断增加,风电场参与系统的频率控制是未来发展的必然趋势.了解和掌握并网风电场频率控制特性对于保证系统的频率稳定性具有重要意义.风电场并网的频率控制与传统发电机组有所不同,风电场出力受风速影响具有一定的随机性和波动性.根据风力发电机组出力模型,提出了基于风速变化的风电场下垂控制系数概率模型.利用半不变量的可加性,运算得出随机变量的数字特征,通过Gram-Charlie级数展开的方法计算其概率密度函数.通过对并网IEEE-14节点系统进行仿真计算,结果表明采用下垂控制系数概率模型能够反映其随机变化特性,风电场调频能力受风电场随机出力的影响,验证了概率模型的正确性,为风电场参与系统频率控制提供了一定的理论依据.     

基于离散概率潮流的大风电接入后的电网规划

利用离散概率模型描述风功率及负荷不确定性导致的网络潮流不确定性,利用Monte Carlo模拟技术分析并网风功率的概率分布特性,并利用正态分布描述负荷的不确定性.以一定的精度将风功率及负荷的概率密度函数离散化,并在此基础上结合线性直流潮流模型推导支路潮流的概率密度函数.规划模型以线路投资费用最少为优化目标,利用机会约束处理规划方案在正常运行及N-1情况下的过负荷.利用基本遗传算法（genetic algorithm,GA）对规划模型进行了求解.基于改进Garver6节点系统的仿真试验证明所提算法及模型的有效性.     

计及风电不确定性和弃风率约束的风电场储能容量配置方法

风电的大规模开发造成了严重的弃风问题,在风电场内配置储能装置可显著减少弃风,文中基于分布鲁棒优化方法研究了考虑风电不确定性和弃风率约束的风电场储能容量配置问题。首先根据历史数据构造风电出力的经验分布函数,为考虑风电出力的不确定性,以Kullback-Leibler(KL)散度作为分布函数距离测度建立了风电出力的概率分布函数集合。随后,将弃风率要求建模为概率分布函数集合中最坏分布下的鲁棒机会约束,进一步建立了以储能投资成本最小为目标、以弃风率为约束的鲁棒机会约束规划模型。最后,通过矫正机会约束中的风险阈值,将鲁棒机会约束转化为传统机会约束,并采用凸近似和抽样平均构建线性规划进行高效求解。基于IEEE 30节点电网进行了算例分析,并与传统的随机规划和鲁棒优化模型进行对比,验证了所提模型在处理风电不确定性时能有效兼顾保守性和鲁棒性。     

基于可靠性均衡优化的含风电电网协调规划

集群开发、远距离外送的规模化风电开发对电力系统规划提出了新的挑战,串序开展电源和电网规划往往将新能源接入的矛盾积压到电网规划阶段,使得电网规划方案难以求解甚至得不到合理方案。为此,从可靠性均衡的角度,提出一种利用虚拟机组进行源网协调规划的方法。该方法针对风电大规模接入后的电网规划,在规划电网的同时对电源规划方案进行反馈及微调,以经济性最优为目标,均衡优化源、网可靠性,确定电源及电网的可靠性优化值,从而得到与电源协调优化的电网规划方案。该方法可以有效减少电网建设投资及电力系统整体投资,并校验电源、电网规划中可靠性均衡的协调性。通过原型系统和测试系统的仿真及分析,验证了所提方法的有效性。     

风电多点并网的网源协调输电网扩展规划

传统的含风电场的输电网规划通常忽略运行成本或者运行状态对目标函数的影响,在风电场多点并网的情况下系统潮流分布波动显著,运行状态对运行成本的影响增大。同时,并网点风电与负荷的相关性对运行的经济性和可靠性有较大影响。本文建立含运行成本、建造成本、可靠性成本的多目标含风电场并网点优化的网源协调输电网扩展模型;采用聚类技术建立了计及风电空间分布的多维运行场景,通过多场景模拟运行,减少了计算量;采用多目标微分进化算法求解优化模型,利用熵权TOPSIS方法确定最优方案。以加入风电的IEEE30系统进行扩展与并网点优化,验证了空间多维场景技术与网源协同优化模型的适用性和有效性,为山区风电多点并网提供方法。     

计及风电不确定性的暂态稳定概率分析

研究风电不确定性对电力系统暂态稳定性的影响。采用威布尔分布模拟风速的概率分布,建立适用于含大规模风电的电力系统暂态稳定分析的双馈型风电机的动态模型。以IEEE 10机39节点系统为算例,在MATLAB和电力系统分析软件DAS-TSAT平台上,运用蒙特卡洛方法,计算得到电力系统暂态稳定性各项指标的概率分布及其随风速变化规律。结果显示,大规模风电接入电网后,在一定的风速范围内,系统暂态稳定性能随着风速的增大而增强。     

计及火电机组灵活性改造的电源扩展弱鲁棒规划

风电出力的不确定性给电力系统规划与优化运行带来较大挑战。对火电机组进行灵活性改造能有效提升电力系统的灵活性、促进风电的消纳。文中利用盒式约束与1-范数约束对不确定风电出力进行建模,考虑火电机组的灵活性改造技术优势和经济耗费,从电力系统价值整体提升的角度出发,建立了以投资费用与系统运行成本之和最小为优化目标的电源弱鲁棒优化规划模型。所提模型改善了传统鲁棒规划模型的保守度,提升了规划方案的经济性。以改进的IEEE-RTS24节点系统与区域电网实际系统对所提模型进行仿真分析,算例结果验证了所提模型的鲁棒性与经济性。     

考虑电价-出力关联不确定性的风电场投资分析

针对电力市场中电价的波动性、风能资源的随机性及可控性差等特性带来的投资风险,运用投资组合理论对风电场集群的投资资金进行合理配置,使得投资者在可承受风险范围内获得更高的资金回报率.首先,计及电价-出力关联不确定性,计算各个风电场每单位装机容量得到的年收益和收益的方差,建立计及不确定性的风电场投资风险分析模型;而后,运用投资组合理论进行风电场优化配置组合;最后,采用某地区的相关数据模拟仿真,用粒子群算法求解风险投资模型.分析计算结果表明,该方法有效可行.