一種含風電場電力系統概率潮流的計算方法

2023-06-20 11:05:31 1

專利名稱：一種含風電場電力系統概率潮流的計算方法
技術領域：
本發明涉及一種含風電場電力系統概率潮流的計算方法，具體涉及一種基於異步風力發電機(簡稱「異步風機」或「異步機」)RX模型的含風電場電力系統概率潮流的計算方法，適用於含異步風力發電機的含風電場電力系統。本發明可以減小常規的將風電場處理為功率因數恆定的簡化PQ模型時半不變量法求解的誤差。
背景技術：
隨著世界範圍內大規模風電併網運行，風電併網對電網的影響研究成為當前電力系統的研究熱點。風能的隨機性使得確定性分析方法提供的結果過於保守，計及隨機性進行風電併網研究可以為調度提供更可靠的參考，因此運用概率技術分析風電併網問題具有十分重要的意義。含風電場電力系統概率潮流計算能夠計及風能的隨機性對併網風電系統進行評估。文獻一《考慮尾流效應的風電場建模擬及隨機潮流計算》(西安交通大學學報，2008年第42卷第12期第1515頁)應用蒙特卡羅法對含風電場系統進行了概率潮流計算，分析了風電場併網運行對系統各節點電壓的影響，但該方法需要多次模擬，計算時間較長。文獻二《計及分布式發電的配電系統隨機潮流計算》(電力系統自動化2005年第29卷第24期第15頁)重點研究了分布式發電中的風力發電和太陽能發電的隨機出力對配電系統電壓的影響，文獻三《含風電場的電力系統概率潮流計算》(電網技術2009年第33卷第16期第87頁)通過建立風電機組概率模型，運用概率潮流計算分析了風電場加入前後系統電壓與潮流的變化情況。二者都採用基於半不變量法和Gram-Charlier級數展開法獲得狀態量的概率分布，計算效率比蒙特卡羅法大大提高。文獻四《基於半不變量法的隨機潮流誤差分析》(電網技術2009年第33卷第18期第32頁)指出運用半不變量法進行隨機潮流計算時，通常需要做節點注入功率之間相互獨立的假設，對於節點注入功率線性相關的情況，需要做特殊處理，否則會引起較大誤差。而文獻二與文獻三在處理風電場節點的有功和無功時，假設功率因數恆定，即Q = Ptana，也即風電場節點注入的有功和無功之間線性相關，可能會帶來較大誤差。因此，傳統的將風電場處理為功率因數恆定的簡化PQ模型可能帶來較大誤差。

發明內容
發明目的:針對上述現有技術存在的將風電場處理為功率因數恆定的簡化PQ模型時不滿足半不變量法要求的節點注入量之間相互獨立的條件從而帶來的誤差較大的問題和不足，本發明的目的是提供一種含風電場電力系統概率潮流的計算方法，可以有效減少常規的將風電場處理為功率因數恆定的簡化PQ模型時半不變量法求解帶來的誤差。技術方案:為實現上述發明目的，本發明米用的技術方案為一種含風電場電力系統概率潮流的計算方法，包括如下步驟:步驟1:計算風電場功率以及負荷功率的概率分布；
步驟2:用牛頓法進行含風電場電力系統確定性潮流的計算，求出靈敏度矩陣Stl ；步驟3:計算各節點注入向量的各階半不變量；步驟4:根據注入量的各階半不變量分別求解狀態變量的各階半不變量；步驟5:根據Gram-Charlier級數展開求解概率密度函數和累積分布函數。進一步的，所述步驟I包括:假設風速服從三參數的威布爾分布，則風速的分布函數Fweibull (V)為:
權利要求
1.一種含風電場電力系統概率潮流的計算方法，包括如下步驟: 步驟1:計算風電場功率以及負荷功率的概率分布； 步驟2:用牛頓法進行含風電場電力系統確定性潮流的計算，求出靈敏度矩陣Stl ； 步驟3:計算各節點注入向量的各階半不變量； 步驟4:根據注入量的各階半不變量分別求解狀態變量的各階半不變量； 步驟5:根據Gram-Charlier級數展開求解概率密度函數和累積分布函數。
2.根據權利要求1所述一種含風電場電力系統概率潮流的計算方法，其特徵在於，所述步驟I包括: 假設風速服從三參數的威布爾分布，則風速的分布函數Fw6ibull(V)為:
3.根據權利要求1所述一種含風電場電力系統概率潮流的計算方法，其特徵在於，所述步驟2包括: 假設節點i連接有風電場，則與節點i對應的潮流方程為:
4.根據權利要求1所述一種含風電場電力系統概率潮流的計算方法，其特徵在於，所述步驟3包括: 分別計算負荷功率數據Xp x2、…、xn的k階中心矩,並記作Pk,計算方法如下:
5.根據權利要求1所述一種含風電場電力系統概率潮流的計算方法，其特徵在於，所述步驟4包括:根據下式，由注入量的各階半不變量求得狀態量Avf、的半不變量:
6.根據權利要求4所述一種含風電場電力系統概率潮流的計算方法，其特徵在於，所述步驟5包括: 通過節點i的電壓幅值和相角的n階半不變量Av^和A0/n)，反推其各階中心距，其統一表達式為:
全文摘要
本發明公開了一種含風電場電力系統概率潮流的計算方法，包括如下步驟步驟1計算風電場功率以及負荷功率的概率分布；步驟2用牛頓法進行含風電場電力系統確定性潮流的計算，求出靈敏度矩陣S0；步驟3計算各節點注入向量的各階半不變量；步驟4根據注入量的各階半不變量分別求解狀態變量的各階半不變量；步驟5根據Gram-Charlier級數展開求解概率密度函數和累積分布函數。本發明可以有效減少常規的將風電場處理為功率因數恆定的簡化PQ模型時半不變量法求解帶來的誤差。
文檔編號G06F19/00GK103208798SQ20131010077
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月26日 優先權日2013年3月26日
發明者趙晉泉, 葉君玲, 鄧暉 申請人:河海大學