考虑风电接入不确定性的广义负荷建模及应用

考虑风电接入原负荷节点后带来的节点特性不确定性问题,提出了基于概率统计的广义负荷节点稳态特性学习与建模的新方法。为分析风电接入后功率流向的改变,将节点特性分为电源特性与负荷特性;针对节点特性的不确定性变化,基于历史实测数据对有功功率样本空间进行自适应分段细化,统计其概率分布;利用Levenberg-Marquardt神经网络法学习并提取各段节点特征,构建节点特性统一模型,并以风险分析为例说明新模型的应用。仿真结果表明,所提方法不但可精确建模,而且通过统计数据样本引入概率信息,可对不确定性问题按概率分场景分析,弥补了传统方法对随机特征描述能力不足的缺陷,是对传统建模方法在不确定场景应用上的扩展和延伸,从而可为风电接入后的仿真分析与调度控制提供辅助参考。     

基于仿射传播聚类算法的广义负荷稳态特性建模及其应用

大规模可再生新能源并网增加了网络节点功率流向的不确定性,使节点的源、荷特性不再清晰,给广义负荷建模带来了新的挑战。因此提出一种基于仿射传播(AP)聚类算法的广义负荷稳态特性聚类方法。对广义负荷节点根母线功率数据进行特征分析,利用动力学的波动强度理论选取功率波动序列的最小时间长度。以时段内各最小时间长度的样本波动强度序列以及时段内样本数据数字特征为指标构造日时段特征向量,并以该特征向量为聚类指标,应用AP聚类算法自适应调整建模数据的聚类数和聚类中心。通过引入概率信息的广义负荷建模方法对各聚类类别样本建模并检验聚类方法的有效性。算例分析表明,该聚类方法自适应确定聚类类别且聚类效果好,能够充分反映日时段特性,聚类后通过特性综合得到精确广义负荷模型,应用于风电接入后的风险分析仿真计算。     

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。     

基于超椭球贝叶斯网络的配电系统可靠性评估

针对配电系统实际运行中元件故障概率无法以精确值描述的问题,提出了一种将超椭球模型约束的元件故障区间概率与贝叶斯网络相结合的配电系统可靠性评估方法。该方法应用证据理论获取元件的信度函数和似真函数以得到初始故障区间概率;应用超椭球模型约束元件初始故障区间概率以得到贝叶斯网络分析中根节点区间概率;应用贝叶斯网络正向推理叶节点区间概率以得到配电系统的可靠性评估指标;应用贝叶斯网络反向推理负荷点故障条件下的根节点后验区间概率以得到系统薄弱环节。通过对IEEE-RBTS Bus 6母线系统进行算例分析,证明了该方法适用于实际配电系统的可靠性评估。     

基于净负荷分步建模的旋转备用优化确定风险分析方法

由于采用净负荷预测误差模型描述风电和负荷共同预测误差,优化系统旋转备用配置的多场景概率风险分析方法尚难以全面考虑风电的不确定性,如从网络安全和经济性方面必须考虑的弃风因素以及风电功率预测误差存在的非正态分布情况。为此,基于分步建模的策略改进多场景概率风险分析方法中净负荷预测误差模型,使其在计算系统失负荷风险时能够计及弃风和考虑不同类型概率分布的风电功率预测误差,并将弃风惩罚成本引入机组组合优化模型的目标函数中,以实现风电功率的合理消纳和系统旋转备用的优化确定。采用混合整数线性规划方法,对含风电场的IEEE-RTS 26机测试系统进行仿真分析,验证了改进模型的有效性。     

考虑电动汽车充电负荷的配电系统场景概率潮流分析

提出了一种同时考虑分布式光伏出力和电动汽车充电负荷随机特性的配电系统场景概率潮流分析方法。首先,在考虑车主交通行为与充电模式随机特性的基础上,采用蒙特卡洛模法对充电站典型日内的充电负荷进行模拟,给出充电负荷曲线集。接着,采用K-means聚类分别对充电负荷曲线集和光伏历史出力曲线集进行聚类,给出充电负荷和光伏出力的概率场景集,并以此为基础构建潮流分析场景集。最后,采用前推回代法进行所有场景下的配电系统潮流分析。按场景概率对潮流结果进行汇总,给出概率潮流分析结果。基于IEEE 33节点配电系统的仿真计算验证了所提模型及方法的有效性。     

基于负荷模糊聚类的电压稳定概率评估

在对研究时段内多个负荷水平进行模糊C均值聚类的基础上,采用多维正态分布抽样技术,提出了一种同时计及节点负荷相关性和负荷预测不确定性的电压稳定概率评估方法。通过对负荷样本多次抽样后进行连续潮流计算及模态分析,可以获得系统功率极值、母线与支路参与因子的统计信息,以及系统在给定负荷水平下电压失稳的概率,从概率角度指出具有潜在电压稳定问题的区域,实现对系统电压稳定性的概率评估。通过对IEEE57节点系统进行分析计算,验证了算法的可行性和有效性,并就模糊聚类数、负荷预测不确定性和节点负荷相关性对电压稳定评估结果的影响进行了比较和分析。     

电力系统暂态稳定分析广义负荷模型

随着特高压项目逐步建成,在全国大电网的东部受端系统(负荷中心)成为典型的广义负荷系统;另外智能微网以及新能源逐渐应用,区域性广义负荷系统将越来越多。为了更好地表征其新特性,提出了适用于广义负荷系统暂稳分析的实用模型。模型中利用区间联络线功率波动以及关键节点电压变化实时表征等效负荷动态特性,并根据动态负荷以及灵敏度最高的联络线母线电压表征等效发电机动态特性。经PSASP等平台仿真及实验结果表明,该模型能较好地反映系统动态特性,模型参数求取方便,通用性强。     

考虑光伏和负荷相关性的概率潮流计算

位于相邻地区的光伏电源输出功率和负荷之间存在较强的相关关系,而现有的概率潮流研究并未准确计及。通过结合参数和非参数概率建模理论,提出了一种光伏功率的综合建模方法,该方法能够准确反映光伏功率的随机特性且无需任何参数分布的假设信息。利用等概率转换原则和Cholesky分解技术处理多个光伏电源的输出功率之间及其与负荷之间的相关关系。在此基础上,进一步提出了一种能够准确计及任意分布的光伏和负荷相关性的Monte Carlo概率潮流计算方法,并引入中值拉丁超立方抽样技术以提高抽样效率,降低计算复杂度。针对美国某光伏电站的实测数据和69节点配电系统进行仿真分析,验证了所提方法的准确性和有效性。     

考虑变量相关性的改进场景优化法区间潮流计算

可再生能源出力和负荷波动的不确定性增加了电力系统运行状态的不确定性,为此提出一种考虑区间变量间相关性的区间潮流场景非线性优化方法.通过构造不确定平行四边形区域表示区间变量间的相关性,针对场景优化法可能造成重复计算的问题,通过对比节点电压对节点功率的灵敏度的正、负性,将变化趋势一致的状态变量进行归类计算.算例分析结果表明...     

考虑风电非线性相关性的配电网概率潮流研究

风电之间具有非线性相关的特性,研究其对配电网概率潮流的影响,对提高系统的安全性、可靠性和经济性具有重要意义。提出一种考虑风电之间非线性相关性的配电网概率潮流计算方法,该方法基于经验Copula函数生成风电功率样本,与常规的基于高斯分布、t-分布等概率分布函数的方法相比,基于经验分布函数可以较好地反映风电功率的随机特性。建立含风电的配电网潮流模型,介绍PQ节点、PV节点以及PQ(U)节点的处理方法,并采用前推回代法进行解算。最后,将所提方法应用于纯辐射型配网和弱环型配网概率潮流计算中,对比分析不考虑风电相关性、考虑线性相关性以及考虑非线性相关性的结果。对比结果表明,考虑非线性相关性的结果与实际情况更为接近,可为电力系统运行调度提供更为准确的参考信息。     

冰风暴灾害下输电线路故障概率预测

针对冰风暴灾害下输电线路运行故障问题,提出了基于极端学习机和Copula函数的断线倒塔概率预测模型。该模型运用广义极值分布刻画冰风暴灾害下冻雨量、风速、输电线和铁塔冰、风荷载的随机特性,并通过ELM网络预测出实时变化的GEV分布的形状参数、尺度参数和位置参数。随后考虑冰、风荷载之间的概率相关性,借助Clayton-Copula建立冰、风荷载的联合概率分布,从而实现输电线和铁塔的实时故障概率预测。结合湖南郴州电网的历史数据展开算例分析,验证了该预测方法的有效性和准确性。     

考虑电动汽车停泊概率的配电网接纳电动汽车能力评估方法

针对规模化电动汽车无序充电易导致配电网电压及潮流越限,需要定量评估配电网接纳电动汽车的能力问题,提出考虑电动汽车停泊概率的配电网接纳能力评估方法。首先在充电负荷建模环节增加考虑电动汽车停泊概率的影响,采用二阶段方法确定充电负荷所在节点;其次对基础负荷的季节特性进行建模,以研究由此导致的配电网接纳能力季节差异;建立了考虑静态安全约束的接纳能力评估模型,采用机会约束消除充电负荷预测偏差对评估准确度的影响。最后通过算例验证了所提评估方法的有效性。     

含风电的电力系统动态频率响应快速评估方法

大规模随机波动的风电功率接入电网引起系统频率偏差,从而影响系统安全稳定运行。为了研究不同频率风电功率波动对系统频率偏差的影响,提出了考虑发电机特性、调速器特性、系统网络结构、负荷特性,含风电的电力系统频率响应频域分析模型。基于该模型推导了风电功率激励下的电力系统各节点频率响应传递函数的显式表达式。根据传递函数的幅频特性能准确反映不同频率风电功率波动激励下各节点的频率响应特性。将该模型应用于IEEE 10机39节点系统,结合实测风电场功率波动数据进行了算例仿真,结果表明利用该模型能快速准确评估风电功率对系统各节点频率响应的影响。     

考虑风力发电的综合负荷特性及其等效描述

大容量并网风力发电对电网影响日益明显,配网侧接入风力发电后负荷特性描述问题成为研究重点.在提出定量分析指标的基础上,以统计规律法为检验方法,分析不同运行方式风力发电对综合负荷特性的影响力,并验证异步电机并联静态负荷的广义负荷模型对含风力发电的负荷特性描述能力;指出风力发电对负荷特性的主要影响因素为接入容量与接入位置,并比较两种因素对负荷特性的影响力.     

分布式光伏与风电机组LVRT及电流限幅环节的等值建模

随着分布式新能源机组的持续并网,电力负荷的动态特性已发生显著变化,需要研究主动配电网等值建模新方法。主动配电网中分布式新能源机组类型呈现多样化,控制器存在切换以及限幅等非线性环节。对此,针对双馈风电机组、直驱永磁风电机组和光伏电源模型结构的共性,构建了可描述多类型分布式新能源机组动态特性的通用模型。在此基础上提出了多激励影响下分布式新能源机组低电压有功管理、低电压无功管理以及电流限幅等非线性环节的非机理等值建模新方法,并基于简单算例进行了验证。对某实际主动配电网进行建模仿真,结果表明：将所提等值模型与传统负荷模型并联,可较为准确地描述计及分布式新能源机组低电压穿越(LVRT)和电流限幅环节的主动配电网的动态特性。     

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。     

考虑多重因素耦合的广义负荷特征曲线的模式分析

在可再生能源、需求侧响应、电动汽车、储能等多重因素耦合影响下,电力负荷发生根本的变化,从传统的"纯负荷"逐渐演变为具有"负荷"+"电源"双重特性的广义负荷。这是一个新兴的、复杂和抽象的概念,分析研究其曲线模式和特征,是电力系统规划、调度的重要基础工作。针对当前缺乏广义负荷数据、缺少对广义负荷曲线特征研究的问题,文中提供了不同因素作用下的广义负荷模拟模型,进而对不同场景下的广义负荷曲线形态特征进行探索。首先,分别建立考虑电动汽车充电、新能源接入、响应电价、响应新能源波动的广义负荷模拟模型;基于此,提出综合考虑多重因素耦合作用下的广义负荷模拟模型。通过建立的模拟模型,可以生成未来广义负荷数据进行分析,解决目前缺少分析数据的问题。采用基于密度的DBSCAN聚类方法从生成的数据中提取出广义负荷特征曲线。最后,通过设置不同的广义负荷场景,对未来广义负荷特征曲线进行了仿真分析,获得了多种未来可能出现的广义负荷特征曲线。     

基于改进PageRank算法的输电网关键节点辨识方法研究

为了准确全面辨识输电网的关键输电节点,针对现有辨识方法未考虑节点间功率传输路径的分配关系以及不同类型节点传输特性的问题,基于复杂网络理论和PageRank算法,从静态分析角度建立输电网的有向加权网络模型.根据节点在功率传输路径中的不同特点将节点划分为电源节点、中间节点和终端节点,并考虑不同类型节点与相邻节点间传输转移的...