一种分布式能源接入电力系统随机模糊潮流算法技术方案

本发明专利技术属于分布式风电、光伏发电等不确定能源接入电力系统随机模糊潮流算法技术领域，是关于一种考虑不确定能源接入电力系统功率具有随机模糊特性的潮流算法。将不确定能源接入系统的负荷视为随机模糊变量并随机模糊模拟节点负荷功率，嵌入牛顿拉夫逊潮流计算。得到系统相应节点的电压幅值与相角数据，提取并统计节点电压幅值与相角的概率分布特征，分析并确定适合拟合节点电压幅值与相角的概率分布模型及其参数模糊特性。构建节点电压与相角的随机模糊模型。本发明专利技术能更全面的分析分布式电源出力不确定性对配电网节点电压的影响，为未来大量分布式风电、光伏发电等不确定能源接入电力系统发电计划安排和调度提供相应的指导依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分布式风电、光伏发电等不确定能源接入电力系统随机模糊潮流计算
，提出了一种分布式风电、光伏发电等不确定能源接入电力系统随机模糊潮流算法。
技术介绍
潮流计算是电力系统规划、设计的前提和基础。所采用的潮流计算方法是否合理将直接影响到规划设计的系统在未来投运后能否安全、可靠和经济地运行。随着分布式风电、光伏发电等不确定能源等新能源接入变电站日益增多且容量持续增大，导致负荷不确定性增强，随机性和模糊性共存于系统负荷的不确定特征。提取分布式风电、光伏发电等不确定能源接入电力系统随机模糊潮流算法作为电力系统分析的基础，更是研究的重点。考虑到风力、光伏发电自身的特点，尤其是风能的间歇性和波动性，将给传统电力系统的潮流计算方法带来新的挑战。传统电力系统潮流计算预测时将系统节点负荷作为确定性数据的方法已难以适应现实需求，对此提出一种分布式风电、光伏发电等不确定能源接入电力系统随机模糊潮流算法，即随机模糊模拟接入分布式风电、光伏发电等不确定能源的节点负荷功率，嵌入潮流计算，得到系统相应节点的电压幅值与相角并分析节点电压与相角概率分布特征，构建分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统潮流计算节点电压与相角的随机模糊模型。国内外现有关于分布式风电、光伏发电等不确定能源接入电力系统随机模糊潮流算法的研究取得了一些成果：在分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统母线负荷不确定方面，文献《计及分布式风电、光伏发电等不确定能源场发电功率不确定性的电力系统模糊潮流》应用随机模糊相容性原理对风速概率密度统计分布进行了模糊转换并建立风力发电机组出力的非线性模糊模型。文献《DG出力不确定性对配电网影响力分析的复仿射数学方法》采用仿射数表达分布式电源出力的不确定性，提出了基于仿射数学的三相前推回代仿射潮流算法解决配电网不确定潮流问题。文献《电网规划中的模糊潮流计算》本文用三角模糊数描述预测负荷和发电机出力。文献《计及不确定性的模糊交流潮流计算方法研究》中将发电机出力、发电机可用度和预测负荷采用梯形模糊数描述,利用增量模型求解模糊交流潮流的可能性分布,得到支路潮流过载的可能性程度及出现逆向潮流可能性分布等信息。文献《计及不确定性的电力系统直流潮流的区间算法》采用区间分析方法来处理直流潮流计算中的不确定问题,提出了一种可应用于求解大规模输电系统的区间直流潮流算法。该算法考虑了节点注入有功功率的不确定性,采用区间高斯消去法求解区间线性方程组,得到母线电压相角和支路有功功率的上下限,即区间潮流方程的区间解。事实上，由于分布式风电、光伏发电等不确定能源自身的间歇性和波动性特征接入系统时，对系统负荷有着很大的影响。系统也具有越来越多的不确定性因素，这些不确定因素按特性可分为随机性和模糊性两类。目前能够全面地考虑潮流具有不确定性的算法主要有3种：随机潮流计算利用概率的方式处理随机的信息；模糊潮流计算利用模糊数学处理外延不确定的信息；区间潮流计算利用区间数学和区间分析方法处理外延明确、内涵不明确的信息。传统考虑不确定性的潮流算法大部分只考虑接入分布式风电、光伏发电等不确定能源系统负荷的随机性或模糊性，将负荷看作随机变量或模糊变量。而随机变量和模糊变量实质是随机模糊变量的特例。现有技术中对综合考虑随机性和模糊性的分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统负荷不确定性相关理论和建模分析研究相对甚少，该理论体系还需要不断补充和完善。为了更好对大规模分布式风电、光伏发电等不确定能源接入电力系统进行运行方式安排和系统安全校核，有必要考虑分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统负荷兼具随机性和模糊性的双重不确定性特点，进行潮流计算统计所得相应节点电压幅值和相角发现其具有随机模糊不确定特征进而构建分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统潮流计算节点电压与相角的随机模糊模型。
技术实现思路
针对提取分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统负荷随机模糊不确定特征是电力系统规划、设计的基础性工作，而现有研究未能考虑分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统负荷同时具有随机性和模糊性更加符合客观实际情况的现状，有必要将不确定能源接入系统负荷作为随机模糊变量嵌入系统潮流计算中。进而在合理风险水平下安排电力系统运行与调控计划。本专利技术专利在传统分布式电源接入系统潮流计算基础上，进一步考虑分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统负荷同时具有随机性和模糊性，进行潮流计算统计所得相应节点电压幅值和相角发现其具有随机模糊不确定特征进而构建分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统潮流计算节点电压与相角的随机模糊模型。提出了一种分布式风电、光伏发电等不确定能源接入电力系统随机模糊潮流算法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：本专利技术解决上述问题采取的技术方案：1、将分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统节点功率视为随机模糊变量并进行随机模糊模拟。由于风力发电系统出力受天气变化的影响，其功率输出具有随机性和模糊性等不确定性特征，将其视为随机模糊变量。根据不确定理论对接入分布式风电、光伏发电等不确定能源的节点负荷功率进行1000次随机模糊模拟，得到具有随机模糊特征的节点负荷功率输入。2、将随机模糊模拟得到的节点功率嵌入牛顿拉夫逊潮流算法。将模拟得到的负荷功率嵌入牛顿拉夫逊潮流计算，得到系统相应节点的电压幅值与相角。基于输入节点功率为随机模糊变量的牛顿拉夫逊潮流计算与传统牛顿拉夫逊潮流计算步骤相同。3、提取并分析分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统节点电压与相角概率分布特征及其参数的模糊不确定性特征，构建其随机模糊模型。分布式风电、光伏发电等不确定能源接入的节点电压幅值与相角数据按照实际需要划分为任意合适的组进行研究，在置信水平为0.95时，用MATLAB拟合每组节点电压幅值与相角数据概率分布曲线，提取并统计节点电压幅值与相角的概率分布特征，分析并确定适合拟合节点电压幅值与相角的概率分布模型。采取相适应的参数估计方法对其概率分布参数的模糊不确定性特征进行数据挖掘，并确定其参数波动范围的置信区间，分析并提取确定其参数的隶属函数模型特征。获取电压幅值与相角随机模糊变量的机会测度函数。本文在前人分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统负荷随机性和模糊性不确定模型研究基础上，考虑分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统负荷同时具有随机性和模糊性更加符合客观实际情况的现状，将分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统负荷作为随机模糊变量嵌入系统潮流计算中，得到相应节点电压幅值和相角并统计分析发现其具有随机模糊不确定特征进而构建分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统潮流计算节点电压与相角的随机模糊模型。提出了一种分布式风电、光伏发电等不确定能源接入电力系统随机模糊潮流算法的流程及步骤。此方法可对未来大量分布式风电、光伏发电等不确定能源接入变电站母线负荷预测提供相应的指导依据。附图说明图1是本专利技术隶属度函数中三角形模糊参数和梯形模糊参数的表示。图2是本专利技术的第5节点即接入分布式风电、光伏发电等不确定能源节点电压幅值概率密度图；图3是本专利技术的第5节点即接入分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式风电、光伏发电等不确定能源接入电力系统随机模糊潮流算法，包括如下步骤：1)、将分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统节点功率视为随机模糊变量并进行随机模糊模拟。2)、将随机模糊模拟得到的节点功率嵌入牛顿拉夫逊潮流算法。3)、提取并分析分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统节点电压与相角概率分布特征及其参数的模糊不确定性特征，构建其随机模糊模型。

【技术特征摘要】
1.一种分布式风电、光伏发电等不确定能源接入电力系统随机模糊潮流算
法，包括如下步骤：
1)、将分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统节点功率视为随机模
糊变量并进行随机模糊模拟。
2)、将随机模糊模拟得到的节点功率嵌入牛顿拉夫逊潮流算法。
3)、提取并分析分布式风电、光伏发电等不确定能源接入系统节点电压与相角概
率分布特征及其参数的模糊不确定性特征，构建其随机模糊模型。
2.根据权利要求l所述的一种提取分布式风电、光伏发电等不确定能源接入
系统节点电压与相角随机模糊特征的建模新方法，其特征在于：所述步骤1)由
于风力、光伏发电等受天气变化的影响，其功率输出具有随机性和模糊性等不
确定性特征，将其视为随机模糊变量。根据不确定理论对接入分布式风电、光
伏发电等不确定能源的节点负荷功率进行1000次随机模糊模拟，得到具有随机
模糊特征的节点负荷功率输入。
3.根据权利要求l所述的一种新的分布式风电、光伏发电等不确定能源接
入电力系统随机模糊潮流算法...

【专利技术属性】
技术研发人员：马瑞，吴瑕，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43