含风力发电的电网概率潮流计算的研究

提出了一种计算含有风电场电力系统潮流概率密度函数的方法。利用风机功率曲线的二次近似来求解风机注入电网后的功率概率密度函数。基于这种模型,考虑发电机注入功率以及负荷消耗功率具有随机性,网络的直流功率潮流也可以计算出来。以含风电场模型的IEEE14节点系统为例,得出了线路功率的概率密度函数,验证了该方法的有效性和正确性。     

电网规划中的模糊潮流计算

研究了计及电网规划中预测负荷及发电机出力不确定性的模糊潮流分析方法,给出了用模糊 数描述节点注 入功率不确定性时的模糊直流潮流求解方法及步骤。该方法简单,计算速度快 ,算例验证了其在电网规划 设计中的可行性及实用性。     

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。     

考虑源-荷不确定性及条件风险价值的电力系统优化调度

高比例风、光新能源机组并网及负荷侧功率的波动使得电力系统面临着较强的源-荷不确定性。为此,提出一种考虑源-荷不确定性及条件风险价值的电力系统优化调度模型。采用随机优化规划的方法对风、光机组及负荷功率不确定性进行处理,运用三角模糊数表征随机变量,利用清晰等价转换求解模糊优化问题;考虑到不确定性带来的运行风险,利用条件风险价值的方法来调控不确定性对调度决策者的影响,降低不确定性风险成本,并考虑了阶梯碳交易成本,降低了系统的碳排放。算例结果表明,所提优化调度模型能够有效降低不确定性风险成本,提高系统运行的低碳与经济性。     

基于分段Copula函数和高斯混合模型的多段线性化概率潮流计算

大规模风电并网以及负荷的随机波动加剧了电网运行的不确定性,为了有效分析新环境下的电网运行特性,提出一种基于风功率分段Copula函数和负荷高斯混合模型的多段线性化概率潮流计算方法。采用分段Copula函数在时间维度上刻画相邻风电场的空间相关性,分析风功率相关性的季节变化。针对实际负荷的不对称、多峰特性,采用改进K-means聚类优化的期望最大化(expectation maximization,EM)算法,准确快速地建立负荷高斯混合模型。在此基础上,采用多段线性化半不变量法进行概率潮流计算,以减小风功率和负荷大范围波动造成的潮流方程线性化误差。对改进的IEEE 14节点系统进行仿真分析,验证了所提方法的准确性、快速性及有效性。     

采用分段离散化和高斯混合模型的多场景概率潮流计算

针对电网运行中风电和负荷的不确定性,提出了一种采用风电场输出功率分段离散化和负荷高斯混合模型的多场景概率潮流计算方法。在风电场有向功率特性曲线的基础上,分段离散化处理风电场输出功率,构造风电场输出功率多场景。同时,建立负荷的高斯混合模型,构造负荷功率多场景。然后,确定系统注入功率多场景及其对应的概率,在系统注入功率的每个场景中,风电节点输出功率为定值,负荷节点功率均服从高斯分布。最后,应用全概率公式,将系统注入功率的每个场景中计算所得状态变量的概率分布以该场景对应的概率作为权重,整合计算得到最终的概率潮流结果。以改进的IEEE 57节点系统进行仿真分析,结果表明所提方法简化了概率潮流求解过程,提高了计算效率。     

风功率不确定性对电网的影响及其应对措施

讨论了适应不同研究需要的风功率概率模型、时间序列模型及预测误差模型。在现有研究工作的基础上讨论了风功率的不确定性对发电系统可靠性、电力系统规划及系统短期调度的影响。研究表明,风功率不确定性对电力系统的影响大多是负面的。还简要分析了利用储能系统改善风功率不确定性的可能性。     

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...     

计及风险控制策略的含风电机组的输电系统规划

采用概率方法描述与风电机组相关的不确定性因素,并利用半不变量和Gram-Charlier级数展开理论计算支路概率潮流。在此基础上,通过在规划模型中引入风险控制策略,设置支路潮流不越限概率、系统潮流不越限概率和系统潮流裕度概率,以最大化系统抵御安全风险的能力;将系统潮流不越限概率和系统潮流裕度概率联合起来作为系统安全性风...     

计及价格型负荷响应不确定性的概率潮流计算

随着以风电为代表的间歇性电源的快速增长,未来电力系统将从"发电跟踪负荷"的单向调度模式发展到"源—网—荷"智能互动调度,同时电源侧和负荷侧均具有不确定性。针对上述问题,文中综合考虑风电出力波动、负荷随机变化以及价格型负荷参与电网互动的随机响应过程三方面的不确定因素。首先,描述了计及不确定性的价格型负荷响应概率表征形式,通过价格弹性系数,分析了价格型负荷响应的不确定性及响应范围,以反映出响应行为的随机性和主观性。其次,在传统概率潮流计算的数学模型基础上,将价格型负荷不确定响应量视做新的随机注入变量,引入源荷随机互动概率潮流模型中,并应用点估计法求解得到网络潮流的统计特征值,使得价格型负荷参与电网互动机理研究更具全面性和准确性。最后,通过IEEE 73节点系统的算例分析表明,该模型通过价格型负荷响应能够填补风电出力波动引起的系统功率缺额,降低对支路潮流造成的不利影响。另外,点估计法能同时处理离散型和连续型不确定因素,精度高,计算量小,具有实用价值。     

基于三点估计法的直流配电中心概率潮流计算

分布式电源呈间歇性/波动性,负荷呈随机性,利用概率统计理论研究基于不确定性量的电力系统规划、运行与控制已成为当前的研究热点.针对近年来不断增加的以风电、光伏为代表的分布式电源接入柔性直流配电网的现象,开展了概率潮流研究.以Nataf变换方法结合Cholesky分解进行不确定变量的相关性处理,提出了一种计及输入变量相关性...     

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     

风电场的发电可靠性模型及其应用

建立了风电场的发电可靠性模型,介绍了该模型在随机生产模拟和随机潮流分析等方面的应用。该模型考虑了风速的随机变化、不同风电场之间风速的相关性、风电机组的功率特性及其强迫停运率、风电机组的布置和尾流效应以及气温等因素及风电场输出功率的影响,揭示了风电场输出功率的统计规律。     

考虑风速相关性的概率潮流计算及影响分析

不同风电场之间风速的相关性会影响概率潮流计算的结果。通过对多维独立随机样本进行线性变换,得到具有任意相关性的多维随机样本,从而可计算考虑风速相关性的概率潮流;针对风电场异步发电机吸收无功的特性,提出了一种描述该特性的变系数二次多项式模型。在计及负荷随机扰动的同时,研究并分析了风速相关性的变化对节点电压概率密度和支路潮流概率分布的影响规律,以及考虑相关性后对风电场并网点无功补偿容量的配置。研究算例表明文中方法是有效可行的,考虑风速相关性可以更合理的分析评估风电场对系统静态电压和支路传输功率的影响,从而可为系统规划和运行方式的确定提供更准确完善的参考信息。     

基于高斯求积的智能配电网三相概率潮流点估计法

随着大规模风电、光伏和电动汽车的接入,智能配电网运行状态的不确定性大幅增加.文章通过分析不确定性变量的概率分布特征,提出一种基于高斯积分的概率潮流点估计法.该方法利用Gauss-Hermite求积与正态变换技术选取输入变量的估计节点和对应权重,通过多项式逼近方法估计多随机变量响应函数的输出变量统计矩.针对配电网参数不对...     

基于量子人工蜂群算法的风电场多目标无功优化

为了分析风机的不确定性出力对电网运行的影响,建立了风电场的概率模型,利用两点估计法(2PEM)进行概率潮流计算。然后,建立了综合考虑有功网损、电压偏移量和静态电压稳定裕度的多目标无功优化模型,并通过层次分析法(AHP)确定各个目标函数的权重,避免了人为主观臆断性。提出了量子人工蜂群算法,并将该算法和前述的概率潮流计算相结合应用到风电场无功优化当中。最后,以IEEE 14节点系统为例,将风电场接入该系统进行无功优化,并和传统的人工蜂群算法(ABC)进行比较,结果表明量子人工蜂群算法优化效果更好,具有更高的收敛精度,有效地避免了早熟现象。     

基于高斯混合模型及近似线性规划的风电系统校正控制方法

提出一种基于高斯混合模型及近似线性规划的风电系统校正控制方法。考虑到风电及负荷功率预测误差的非高斯特性及相关性,建立了描述风电及负荷功率联合概率分布的高斯混合模型。考虑切负荷、发电机功率调整以及统一潮流控制器等控制措施,以控制代价最小为目标函数,构建了计及电压、频率及线路潮流等静态安全约束的风电系统校正控制优化问题的数学模型。为求解含不确定变量的非线性优化问题,依据高斯混合模型的性质,在稳态运行点的邻域内将非线性约束近似转化为线性约束,用线性规划方法求解,并不断迭代直至收敛。最后,将该方法应用于修改后的IEEE 10机39节点算例系统验证其有效性,与场景法的对比结果表明该方法求解效率较高,且具有较好的经济性。     

分位数拟合的点估计法随机潮流在输电网规划中的应用

为了更全面地描述输电网规划中面临的负荷波动、风电出力这些不确定因素,以点估计法随机潮流为基础、年综合费用最小为目标函数,并计及网络损耗,建立输电网优化规划模型。引入多项式正态变换技术对非正态变量相关性进行处理。采用基于最小二乘的分位数拟合法求取多项式正态变换的系数,有效地避免了积分运算。以总体样本均值和样本方差均值为指标,量化相关性对风电出力的影响。采用改进的粒子群优化算法对修改的IEEE-RTS 24节点系统进行算例分析,结果表明,随着相关性的增强,负荷、风速出现极值的概率增加,电网需要投建更多线路以应对系统中的不确定因素。     

含风电场电力系统的Cornish-Fisher级数概率潮流计算

利用基于Cornish-Fisher级数展开的方法研究了含风电场电力系统的概率潮流分布问题.该方法以半不变量为纽带,构建了待求变量和已知变量之间的直接耦合关系;以确定性的潮流计算为出发点,得到了具有较高精度的概率潮流分布结果.仿真计算表明:与基于蒙特卡洛仿真抽样法的概率潮流计算方法相比,在保证计算结果精度的前提下,该方...