一种含分布式电源的配电网电压不平衡概率评估方法技术

技术编号:14895852 阅读:204 留言:0更新日期:2017-03-29 11:03
本发明专利技术提供一种含分布式电源的配电网电压不平衡概率评估方法,该方法首先分析各种DG间的相关特性,提出建立不同Copula模型模拟DG的出力数据,最后基于拉丁超立方采样技术的蒙特卡罗模拟方法(LHS-MCS)对配电网电压不平衡度进行评估,从而得到了各种DG的不同相关特性对配电网的影响;该方法能够准确地描述DG间不同的非线性特征,避免了较大的计算误差的出现;并能够准确地评估由于DG对配电网电压不平衡造成的影响,对于分布式电源规划和配电网运行都具有积极意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力系统中含分布式电源的配电网电能质量评估方法,具体涉及一种含分布式电源的配电网电压不平衡概率评估方法。
技术介绍
配电网中存在着大量的单相负荷、两相负荷,以及三相不平衡负荷。尽管运行人员可以根据实际情况尽力将大量单相负荷均匀地布置在三相线路上以保持总体上的三相平衡,但由于负荷的多样性、非同时性和不对称性,配电网经常处于不平衡多相运行状态,此时,系统中含有的大量负序分量将对电气设备会产生诸多不良影响,如导致旋转电机附加发热和振动,变压器漏磁增加和局部过热,加快绝缘老化,降低利用率,同时还会增加电网线路损耗、降低经济性,甚至引起继电保护和自动装置的误动作,影响配电网的安全运行。因此,国内外出台了相应的标准以保证系统的三相平衡,如国标GB/T15543-2008《电能质量三相电压不平衡》和欧洲电能质量标准EN50160中规定:在测量持续时间(一周)内,电力系统公共连接点的负序电压不平衡度(voltageunbalancefactor,VUF)的95%概率值应不大于2%,所有测量值中要求最大值不大于4%。随着大规模分布式电源(DistributedGeneration,DG)分散接入配电网,配电网潮流分布及运行方式都发生了变化,三相不平衡问题也更加突出。这不仅由于DG可以采用单相并网的运行方式,也由于DG中的风力发电、光伏发电等具有波动性、随机性和间歇性的特点,大大增加了配电网运行中的不确定性因素。这使得每一时刻的三相负荷更难以保持平衡状态,进而加剧了公共连接点的电压三相不平衡,分析计算配电网的三相不平衡变得更加复杂。作为一种可以计及随机性和不确定因素的算法的概率方法在电压不平衡评估中得到越来越多的应用。但在含多种DG的配电网运行中,各种不确定因素不是单独变化的,它们之间存在着一定的关联性。一定区域内,因处于基本相同的气象条件下,相距较近的不同风电站的风机之间及不同的光伏电站光伏电源之间存在着一定的相关关系,输出功率具有一定的同步性。风光互补系统在一定程度上能够弥补单独风力发电和光伏发电的随机波动性,其本身就体现了不确定因素之间的关联性。通常在处理随机变量间的关系时,都采用了相关系数矩阵,而相关系数只就线性关系而言,而非独立性。当随机变量之间的关系为非线性时,用相关系数表示随机变量之间的独立性,就会带来较大的计算误差,甚至得出错误的结论。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供的一种含分布式电源的配电网电压不平衡概率评估方法,该方法能够准确地描述DG间不同的非线性特征,避免了较大的计算误差的出现;并能够准确地评估由于DG对配电网电压不平衡造成的影响,对于分布式电源规划和配电网运行都具有积极意义。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:一种含分布式电源的配电网电压不平衡概率评估方法,所述配电网包括分布式发电系统;所述分布式发电系统为风力发电系统、光伏发电系统或风光联合发电系统;所述方法包括如下步骤:步骤1.确定所述分布式发电系统的类型及其相关性;步骤2.构建所述分布式发电系统的边缘分布函数模型;步骤3.根据所述分布式发电系统之间的相关性及边缘分布函数模型,采用Copula函数构建所述分布式发电系统的联合概率分布函数;步骤4.根据所述联合概率分布模型,对包括所述分布式发电系统的所述配电网电压进行不平衡度概率评估。优选的,若所述分布式发电系统为风力发电系统,则所述步骤1包括:根据所述风力发电系统的测量数据,绘制相邻两个所述风力发电系统之间风速散点图,得到所述风力发电系统之间的风速的相关性为上尾正相关性。优选的,若所述分布式发电系统为光伏发电系统,则所述步骤1包括:根据所述光伏发电系统的测量数据,绘制相邻两个所述光伏发电系统之间光伏电源出力散点图,得到所述光伏发电系统之间的光伏电源的出力相关性为正对称性。优选的,若所述分布式发电系统为风光联合发电系统,则所述步骤1包括:根据所述风光联合发电系统的测量数据,绘制风光联合发电系统的序列散点图,得到所述风光联合发电系统中的风力发电系统的风速与光伏发电系统的出力相关性为负相关性。优选的,若所述分布式发电系统为风力发电系统,则所述步骤2包括:根据所述风力发电系统的风速测量数据和风电机组的功率曲线,采用间接法构建由所述风速测量数据与所述风电机组的功率曲线组成的所述风力发电系统出力的边缘分布函数模型。优选的,所述间接法,包括:a.建立风速的Weibull参数模型,用极大似然法估计参数λ和k;所述风速v的Weibull概率密度函数为:式中,k>0为形状参数,λ>0为尺度参数;其中,所述极大似然法的似然函数构造如下:式中,vi(i=1,2,...,n)为所述风力发电系统的n个测量风速;k,λ的似然估计值通过下式求解得到:b.将所述的风速的Weibull参数模型,结合所述的风电机组的功率曲线,得到所述风力发电系统出力的边缘分布函数模型:所述风电机组的功率曲线表示为:式中,Pr为风电机组额定功率,vci为切入风速,vco为切出风速,vr为额定风速,P(v)为输出功率,A、B、C为模型参数,计算如下:优选的,若所述分布式发电系统为光伏发电系统,则所述步骤2,包括:根据所述光伏发电系统出力的测量数据,采用直接法构建所述光伏发电系统出力的边缘分布函数模型:所述直接法为非参数核密度估计法;所述非参数核密度估计法为:式中,pi(i=1,2,...,n)为所述光伏发电系统出力p的n个测量样本,出力p的概率密度函数为f(p),为其估计值,h为带宽,n为样本数,K()为核函数。优选的,若所述分布式发电系统为风光联合发电系统,则所述步骤2包括:根据所述风光联合发电系统的风速测量数据、风电机组的功率曲线和光伏出力测量数据,采用所述的Weibull参数模型或者所述非参数核密度估计方法确定所述风光联合发电系统的出力的边缘分布函数模型。优选的,所述步骤3包括:3-1.选择常用N元阿基米德Copula函数,用极大似然法得到相应的相关性参数α的估计值;所述N元阿基米德Copula函数为:式中,C()为N元阿基米德Copula函数;ui=Fi(xi)(i=1,2,...N)为N个分布式发电系统出力的边缘分布函数,为阿基米德函数的生成元,根据不同生成元产生不同的阿基米德Copula函数:GaussCopula、FrankCopula、GumbelCopula和ClaytonCopula;所述极大似然法为:式中,为相关性参数α的估计值,ui=Fi(vi,t)(i=1,2,...,N;t=1,2,...,n)为分布式电源的边缘分布函数,N为Copula函数的元数,n为分布式电源的测量数据样本数,c为Copula函数的密度函数,argmax表示使式中达到最大值时的α的取值;3-2.基于经验Copula函数与理论Copula函数之间的最短欧氏距离法求得最优Copula函数,最优Copula函数即为所述联合概率分布模型:所述经验Copula函数为:式中,I(·)为指示性函数,若括号中的条件满足,I=1,反之I=0;v={(v1,j,...,vN,j),j=1,2,...n本文档来自技高网
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一种含分布式电源的配电网电压不平衡概率评估方法

【技术保护点】
一种含分布式电源的配电网电压不平衡概率评估方法,所述配电网包括分布式发电系统;所述分布式发电系统为风力发电系统、光伏发电系统或风光联合发电系统;其特征在于,所述方法包括如下步骤:步骤1.确定所述分布式发电系统的类型及其相关性;步骤2.构建所述分布式发电系统的边缘分布函数模型;步骤3.根据所述分布式发电系统之间的相关性及边缘分布函数模型,采用Copula函数构建所述分布式发电系统的联合概率分布函数;步骤4.根据所述联合概率分布模型,对包括所述分布式发电系统的所述配电网电压进行不平衡度概率评估。

【技术特征摘要】
1.一种含分布式电源的配电网电压不平衡概率评估方法,所述配电网包括分布式发电系统;所述分布式发电系统为风力发电系统、光伏发电系统或风光联合发电系统;其特征在于,所述方法包括如下步骤:步骤1.确定所述分布式发电系统的类型及其相关性;步骤2.构建所述分布式发电系统的边缘分布函数模型;步骤3.根据所述分布式发电系统之间的相关性及边缘分布函数模型,采用Copula函数构建所述分布式发电系统的联合概率分布函数;步骤4.根据所述联合概率分布模型,对包括所述分布式发电系统的所述配电网电压进行不平衡度概率评估。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述分布式发电系统为风力发电系统,则所述步骤1包括:根据所述风力发电系统的测量数据,绘制相邻两个所述风力发电系统之间风速散点图,得到所述风力发电系统之间的风速的相关性为上尾正相关性。3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述分布式发电系统为光伏发电系统,则所述步骤1包括:根据所述光伏发电系统的测量数据,绘制相邻两个所述光伏发电系统之间光伏电源出力散点图,得到所述光伏发电系统之间的光伏电源的出力相关性为正对称性。4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述分布式发电系统为风光联合发电系统,则所述步骤1包括:根据所述风光联合发电系统的测量数据,绘制风光联合发电系统的序列散点图,得到所述风光联合发电系统中的风力发电系统的风速与光伏发电系统的出力相关性为负相关性。5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,若所述分布式发电系统为风力发电系统,则所述步骤2包括:根据所述风力发电系统的风速测量数据和风电机组的功率曲线,采用间接法构建由所述风速测量数据与所述风电机组...

【专利技术属性】
技术研发人员:李伟白晓民董伟杰盛万兴刘科研刁赢龙孟晓丽
申请(专利权)人:中国电力科学研究院国家电网公司国网山东省电力公司国网山东省电力公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

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