考虑光伏不确定性的电热能源系统时序概率潮流计算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑光伏不确定性的电热能源系统时序概率潮流计算方法，首先，考虑光伏出力的时序特性，对光伏出力这种不确定随机变量建模，解决了考虑光伏出力后潮流的概率性问题；其次，针对传统蒙特卡罗模拟的不确定性分析方法中存在的计算速度慢，效率低等问题，本发明专利技术将分层抽样方法应用到概率潮流计算中，对输入变量的概率分布情况进行分层抽样，进行多次取值；最后，基于传统的电热综合能源系统潮流计算方法，结合本发明专利技术中对概率潮流问题的处理方法，将上一步分层抽样每一次抽取的输入变量进行确定性潮流计算，获得电热综合能源系统中各状态量的样本，将所得样本进行统计，得到状态量和支路潮流的概率分布。得到状态量和支路潮流的概率分布。得到状态量和支路潮流的概率分布。

【技术实现步骤摘要】
考虑光伏不确定性的电热能源系统时序概率潮流计算方法


[0001]本专利技术涉及综合能源系统不确定性分析
，尤其涉及一种考虑光伏不确定性的电热能源系统时序概率潮流计算方法，适用于分析光伏出力这种不确定性因素对系统潮流计算的影响。

技术介绍

[0002]由于电力系统和热力系统耦合不断加深，电热互联综合能源系统逐渐引起广泛关注。潮流计算作为综合能源系统中的基础性工作，旨在根据有限的已知信息求取综合能源系统中节点电压/压力、支路电流/流量等状态参数，既可评估系统的实时运行状况，也可为优化调度、设备选址定容、故障分析等提供依据，具有重要意义。目前针对综合能源的潮流计算问题已有很多研究，但这些研究主要是基于确定性的潮流模型提出确定性潮流计算方法。现有的研究方法中，有的学者建立了电热互联综合能源系统稳态潮流计算模型，并提出了一种有效的潮流计算方法；也有的研究采用了更精确的电热网络模型，并对热网负荷节点类型进行了重新定义，修正了热网中水力
‑
热力计算方法和电热耦合处的迭代处理方法，并结合电/热系统间顺序计算方法，提出了兼顾热网动态特性与精细化水力模型的电热综合能源系统时序潮流计算方法。
[0003]已有的研究都是基于确定性的模型，未充分考虑分布式可再生能源的不确定性对综合能源系统潮流计算的影响。不确定性因素对电力网络的影响及分析方法已有较多研究，相比之下，不确定性因素对综合能源系统的影响分析则相对较少。分布式电源(如光伏出力)具有很强的不确定性，给综合能源系统的潮流计算带来了新的问题。因此，本专利技术在已有的电热综合能源系统潮流计算方法上，进一步考虑电力系统中光伏出力的不确定性影响，提出了一种考虑光伏不确定性的电热综合能源系统时序概率潮流计算方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供考虑一种光伏不确定性的电热能源系统时序概率潮流计算方法，可以针对电力网络中光伏出力不确定因素进行分析，为电热综合能源系统中考虑光伏不确定性的潮流计算提供解决方法。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种考虑光伏不确定性的电热能源系统时序概率潮流计算方法，具体包括以下步骤：
[0007](1)建立电热综合能源系统中光伏出力不确定性因素的随机模型，并对电网和热网参数进行初始化，更新电热综合能源系统内各个变量的初始状态；
[0008](2)根据光伏出力概率模型和其他输入量的概率分布情况，运用分层抽样的方法对总体进行抽样，产生子样；
[0009](3)对步骤(2)中每一次抽取的输入变量进行确定性潮流计算，获得其节点电压和支路潮流值，从而得到包含各节点电压和支路潮流的样本；
[0010](4)对步骤(3)所得样本运用统计学的方法进行处理，最终获得电热综合能源系统中节点电压、压力和支路潮流、流量状态参数的概率分布情况。
[0011]步骤(1)所述的建立电热综合能源系统中光伏出力不确定性因素的随机模型，具体如下：
[0012]在光伏出力预测点Pb叠加正态分布构成光伏概率性预测，预测误差的概率密度函数如下式所示：
[0013][0014]根据某时刻的光伏出力预测值P
b
计算标准差，并结合误差的概率密度函数，产生随机数抽样预测误差ΔP
pv
，得到考虑预测误差的光伏实时出力模型如下式所示：
[0015]P
v
＝P
b
+ΔP
pv
[0016]步骤(3)所述的对步骤(2)中每一次抽取的输入变量进行确定性潮流计算，具体计算方法如下：
[0017]步骤1)：设定初始迭代时的水流量初值，确定电网平衡节点处机组CHP1所提供水流量m
gs
；
[0018]步骤2)：根据步骤1)中的水流量初值m
gs
进行热网水力潮流计算得到热网管道的水流量分布m
hs
，再根据热功率计算公式通过热网热力潮流计算得到电网平衡节点处CHP1机组的供热功率和热网平衡节点CHP2机组的供热功率
[0019]步骤3)：根据步骤2)中得到的CHP2机组的供热功率计算得到热网平衡节点CHP2机组的供电功率P
hs
；
[0020]步骤4)：由步骤3)所得的热网平衡节点CHP2机组的供电功率P
hs
，作为电网的输入量，再进行电网潮流计算得到电网平衡节点处CHP1机组的供电功率P
gs
；
[0021]步骤5)：根据步骤4)中得到的CHP1机组的供电功率P
gs
，计算得到电网平衡节点CHP1机组的供热功率
[0022]步骤6)：若与间误差满足要求，则本次潮流计算结束；若不满足，则根据与电网平衡节点回水温度T
r,gs
更替其提供的水流量m
gs
，返回步骤2)进行计算。
[0023]本专利技术的优点是：本专利技术可以针对电力系统中光伏出力这种不确定性因素进行分析，解决了考虑光伏不确定性后潮流的概率性问题，同时本专利技术也可以用来求解海上孤岛综合能源系统的概率潮流。
[0024]本专利技术针对考虑光伏不确定性的电热综合能源系统概率潮流提供了解决方案，也为评估系统的实时运行状况、优化调度、设备选址定容、故障分析等后续的工作奠定了基础，具有重要意义。
附图说明
[0025]图1为含光伏的电热综合能源系统结构图。
[0026]图2为确定性潮流计算流程图。
[0027]图3为本专利技术流程图。
具体实施方式
[0028]针对传统的热力系统和电力系统潮流模型中未能充分考虑光伏不确定性的问题，本专利技术结合已有的电热综合能源系统时序潮流计算的模型，将光伏出力这种不确定性因素考虑在内，提出了一种考虑光伏不确定性的电热综合能源系统概率潮流计算方法。
[0029]具体的技术方案分为三个步骤：首先，在传统的电热综合能源系统潮流模型的基础上，考虑光伏出力的时序特性，对光伏出力这种不确定随机变量建模，解决了考虑光伏出力后潮流的概率性问题；其次，针对传统蒙特卡罗模拟的不确定性分析方法中存在的计算速度慢，效率低等问题，本专利技术将分层抽样方法应用到概率潮流计算中，对输入变量的概率分布情况进行分层抽样，进行多次取值；最后，基于传统的电热综合能源系统潮流计算方法，结合本专利技术中对概率潮流问题的处理方法，将上一步分层抽样每一次抽取的输入变量进行确定性潮流计算，获得电热综合能源系统中各状态量的样本，将所得样本进行统计，得到状态量和支路潮流的概率分布。
[0030]含光伏的电热综合能源系统概率潮流计算模型
[0031]传统的热力系统和电力系统潮流模型如下式(1)
‑
(7)所示，其中热网模型又包括热网水力模型和热网热力模型，电力系统模型为交流稳态模型：
[0032](1)热网水力模型
[0033]Am＝m
q
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑光伏不确定性的电热能源系统时序概率潮流计算方法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)建立电热综合能源系统中光伏出力不确定性因素的随机模型；(2)根据光伏出力概率模型和其他输入量的概率分布情况，运用分层抽样的方法对总体进行抽样，产生子样；(3)对步骤(2)中每一次抽取的输入变量进行确定性潮流计算，获得其节点电压和支路潮流值，从而得到包含各节点电压和支路潮流的样本；(4)对步骤(3)所得样本运用统计学的方法进行处理，最终获得电热综合能源系统中节点电压、压力和支路潮流、流量状态参数的概率分布情况。2.根据权利要求1所述的一种考虑光伏不确定性的电热能源系统时序概率潮流计算方法，其特征在于：步骤(1)所述的建立电热综合能源系统中光伏出力不确定性因素的随机模型，具体如下：在光伏出力预测点Pb叠加正态分布构成光伏概率性预测，预测误差的概率密度函数如下式所示：根据某时刻的光伏出力预测值P
b
计算标准差，并结合误差的概率密度函数，产生随机数抽样预测误差ΔP
pv
，得到考虑预测误差的光伏实时出力模型如下式所示：P
v
＝P
b
+
△
P
pv
。3.根据权利要求2所述的一种考虑光伏不确定性的电热能源系统时序概率潮流计...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪，曹博宇，
申请(专利权)人：天津大学合肥创新发展研究院，
类型：发明
国别省市：