考虑随机变量相关性的概率连续潮流研究

摘要

电力系统运行和规划当中存在大量随机性因素，以风电为代表的可再生能源大规模并网发电使其面临更多不确定性。针对常规连续潮流方法在处理系统随机性方面的不足，特别是处理负荷之间以及风电场之间具有相关性特征时，该文以连续潮流方法为基础，构建考虑随机变量相关性的半不变量法概率连续潮流模型(probabilistic continuationpower flow，P-CPF)。
　　论文在考虑随机变量相关性情形下，首先，由统计数字特征“半不变量”描述其特性，给出了两种求解随机变量半不变量的求取方法，即根据已知分布函数的特征函数推导求得或者根据Monte Carlo方法求得。其次，以传统的预估校正连续潮流方法为基础，将半不变量法概率潮流方法引入到连续潮流的预估-垂直校正环节，在每一负荷水平考虑预测环节负荷增长方式随机性，在此基础上求得PV曲线各负荷水平节点电压的概率分布特性;在连续潮流预估-水平校正环节运行至静态电压稳定临界点处，为了能够计及随机变量相关性特征对临界点的影响，引入基于半不变量法的临界点概率分布求解方法，以求得临界点关于随机参数的灵敏度矩阵的基础上，由半不变量描述与临界点密切相关的随机参数变化特征，根据半不变量的齐次性和可加性，通过计算得到临界点概率分布的各阶半不变量，利用Gram-Charlier级数展开求得临界点概率分布函数。最后，在已知PV曲线上各负荷水平节点电压和临界点概率分布特性的基础上，以求得临界点概率分布边界作为约束条件，设计以约束最小二乘方法拟合PV曲线的分布边界，得到能够计及随机变量相关性的PV关系带状分布图。
　　该文方法在IEEE39节点的标准算例进行验证分析，得出PV带状分布结果更符合客观实际，以基于Nataf逆变换的Monte Carlo连续潮流模拟方法作为基准进行对比，论文方法在计算速度上具有优势。利用该模型不仅可以获取在随机变量相关性情形下PV分布域，同时能够得到静态电压稳定临界点的概率分布特征，实现电力系统静态电压稳定概率评估。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 连续潮流模型的研究现状

1．2．2 连续潮流算法的研究现状

1．2．3 连续潮流的主要应用

1．2．4 半不变量法应用在电力系统研究现状

1．3 论文主要工作

2．1 引言

2．2 半不变量和矩的关系

2．2．1 中心矩和原点矩

2．2．2 半不变量的定义

2．2．3 半不变量的性质

2．3 半不变量法和Gram-Charlier级数展开

2．4 基于蒙特卡罗抽样方法的半不变量法应用仿真分析

2．4．1 基于蒙特卡罗法和半不变量法的概率分布求法流程

2．4．2 基于蒙特卡罗法和半不变量法求取概率分布的应用仿真分析

2．5 本章小结

第三章 连续潮流模型与静态电压稳定临界点分布求取

3．1 引言

3．2 风电场和负荷概率分布的半不变量求法

3．2．1 风电功率随机性的半不变量

3．2．2 负荷随机性的半不变量

3．2．3 随机变量相关性的半不变量求法

3．3 确定性连续潮流模型

3．3．1 负荷型连续潮流

3．3．2 故障型连续潮流

3．4 考虑随机变量相关性的临界点分布求取方法

3．5 静态电压稳定临界点概率评估算法步骤

3．6 算例分析

3．7 本章小结

第四章 考虑随机变量相关性的概率连续潮流与PV分布求取

4．1 引言

4．2 概率连续潮流垂直迭代基本算式

4．3 PV曲线分布范围的确定

4．4 临界点约束的最小二乘法模型

4．5 考虑随机变量相关性的概率连续潮流模型求解思路

4．6 概率连续潮流方法的实现步骤

4．7 算例分析

4．7．1 IEEE39节点系统

4．7．2 系统节点电压的概率分布特性分析

4．7．3 PV曲线域的分布分析

4．8 本章小结

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

附录