一种计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法及系统，包括：利用区间和仿射策略，构建电力系统区间潮流模型；根据静态安全指标，获取潮流控制器最佳配置位置，优化所述电力系统区间潮流模型中的电力系统区间潮流，并建立电力系统区间最优潮流模型；基于NSGA

【技术实现步骤摘要】
一种计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统的
，尤其涉及一种计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法及系统。

技术介绍

[0002]电源电势的激励是电力系统运行过程中的常见现象，受到激励作用的影响，电源输出的电流或者功率形成负荷并流至电力系统中的其他元件，并且分布在整个电网中，形成电力潮流。在电力产生直到完成负荷消耗的整个过程中，电能经过的线路、其他节点的电压等计算即可称为潮流计算。目前可再生能源的推进和发展，风力发电已经占据电力系统中较大部分的并网容量，在风电并网后，输出的风功率存在明显的波动性和随机性，会对电力系统区间内的潮流造成影响。除此之外，风力发电的强随机性和间歇性导致电力系统的不确定性提升，并且，对于电力系统的调度、规划存在一定影响，同时对电力系统运行安全性造成较大威胁。其中，风功率波动性可以通过其波动量、波动率以及变化率三个指标进行量化。因此，为了准确计算风力发电系统区间潮流，需对风功率波动造成的不确定性进行分析以及处理。
[0003]李韵喻等为实现电力系统的潮流计算，在衡量光伏电源输出功率的相关性以及光伏出力的非线性特征的前提下，提出电力系统概率潮流计算方法，利用加权高斯混合分布，建立光伏出力数学模型，采用拉丁超立方采样算法，实现电力系统的潮流计算，该方法的潮流计算复杂度较低，能够有效提高采样效率。刘宽等考虑PV节点的有效处理，依据电力系统中的非线性特征，提出配电网线性潮流计算方法，根据牛顿
‑
拉夫逊法潮流计算节点功率方程，线性近似处理该方程中非线性项，实现配电网的线性潮流计算，该方法的计算效率较高，能够有效满足配电系统快速分析需求。但上述方法在计算过程中，未充分结合网损区间特性，因此，本专利技术为实现电力系统区间潮流计算，在计及风功率波动造成的影响的基础上完成。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术解决的技术问题是：现有技术在计算过程中，未充分结合网损区间特性，使得电力系统区间潮流计算结果准确程度较低，无法有效保证系统静态安全性，工程成本高。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法，包括如下步骤，通过采集风电并网下电力系统的功率波动区间数据，利用区间和仿射策略，构建电力系统区间潮流模型；根据静态安全指标，获取潮流控制器最
佳配置位置，优化所述电力系统区间潮流模型中的电力系统区间潮流，并建立电力系统区间最优潮流模型；基于NSGA
‑
II策略求解所述电力系统区间最优潮流模型，得到电力系统区间的潮流计算结果。
[0008]作为本专利技术所述的计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法的一种优选方案，其中：定义所述区间为有界数集：
[0009]x
±
＝[x
‑
,x
+
]，x
‑
＜x
+
[0010]其中，x
‑
和x
+
为两个任意实数，即区间的上边界和下边界，对应于电力系统区间中的峰功率和谷功率。
[0011]作为本专利技术所述的计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法的一种优选方案，其中：利用所述仿射策略降低所述区间的求解范围，其计算公式包括：
[0012][0013]所述仿射策略的运算法则公式包括：
[0014][0015][0016]其中，表示不确定量，x
i
表示系数，ε
i
表示噪声源，x0表示中心值。
[0017]作为本专利技术所述的计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法的一种优选方案，其中：利用Krawczyk
‑
moore区间算子对所述区间进行计算，得到所述电力系统区间潮流模型，其表现形式包括：
[0018][0019][0020]其中，表示潮流雅可比矩阵，表示仿射矩阵，表示仿射矩阵，均表示相关性元素。
[0021]作为本专利技术所述的计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法的一种优选方案，其中：将灵敏度作为所述静态安全指标，获取潮流控制器最佳配置位置包括：
[0022]定义P和U分别表示额定功率和额定电压，M表示变比，将具备所述M的DCPFC安装在
节点a端出口侧，以所述DCPFC为参照，利用灵敏度分析策略获取SSPI对所述DCPFC的M值，所述灵敏度分析策略的计算公式为：
[0023][0024]其中，ω
t
表示常数，用于描述重要程度，t表示HVDC线路，I表示电流值，N
L
表示节点的连接集合，SSPI用于依据严重程度指标来描述电力系统中线路的负荷水平。
[0025]作为本专利技术所述的计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法的一种优选方案，其中：还包括：
[0026]定义灵敏度指数为b
t
，其计算公式为：
[0027][0028]其中，DC表示分布式电源，通过求偏导M值获取
[0029]P
i
对M的求导公式为：
[0030][0031]其中，i和j表示任意节点，利用表示有功功率对电压之间的偏导，其计算公式为：
[0032][0033]其中，G
ij
表示电导；
[0034]根据式和得出：
[0035][0036]其中，b表示节点；
[0037]基于上述公式得出换流站在额定功率和电压下垂情况下的控制公式分别为：
[0038][0039][0040]将公式代入公式中，获取U
i
对M的偏导数后，对其进行求导即得到所述灵敏度，最终得出b
t
结果，即获得所述潮流控制器最佳配置位置。
[0041]作为本专利技术所述的计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法的一种优选方案，其中：所述电力系统区间最优潮流模型包括：
[0042]目标函数：
[0043][0044]其中，P
loss
、P
k.loss
、P
i.loss
分别表示整个电力系统、支路k和第i个换流站的网损，P
DCPFC.loss
表示潮流控制器的损耗，gk和I
ci
表示支路k电导和第i个换流站电流，a、b、c均表示换流器损耗计算系数，N
B
和N
VSC
表示所有支路和换流站节点的集合，N
C
表示支路集合，U
Mk
表示电压值，I
k
表示电流值，I
maxDC,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法，其特征在于，包括：采集风电并网下电力系统的功率波动区间数据，利用区间和仿射策略，构建电力系统区间潮流模型；根据静态安全指标，获取潮流控制器最佳配置位置，优化所述电力系统区间潮流模型中的电力系统区间潮流，并建立电力系统区间最优潮流模型；基于NSGA
‑
II策略求解所述电力系统区间最优潮流模型，得到电力系统区间的潮流计算结果。2.如权利要求1所述的计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法，其特征在于，定义所述区间为有界数集：x
±
＝[x
‑
,x
+
]，x
‑
＜x
+
其中，x
‑
和x
+
为两个任意实数，即区间的上边界和下边界，对应于电力系统区间中的峰功率和谷功率。3.如权利要求1所述的计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法，其特征在于，利用所述仿射策略降低所述区间的求解范围，其计算公式包括：所述仿射策略的运算法则公式包括：所述仿射策略的运算法则公式包括：其中，表示不确定量，x
i
表示系数，ε
i
表示噪声源，x0表示中心值。4.如权利要求1～3任一所述的计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法，其特征在于，利用Krawczyk
‑
moore区间算子对所述区间进行计算，得到所述电力系统区间潮流模型，其表现形式包括：其表现形式包括：其中，表示潮流雅可比矩阵，表示仿射矩阵，表示仿射矩阵，均表示
相关性元素。5.如权利要求1所述的计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法，其特征在于，将灵敏度作为所述静态安全指标，获取潮流控制器最佳配置位置包括：定义P和U分别表示额定功率和额定电压，M表示变比，将具备所述M的DCPFC安装在节点a端出口侧，以所述DCPFC为参照，利用灵敏度分析策略获取SSPI对所述DCPFC的M值，所述灵敏度分析策略的计算公式为：其中，ω
t
表示常数，用于描述重要程度，t表示HVDC线路，I表示电流值，N
L
表示节点的连接集合，SSPI用于依据严重程度指标来描述电力系统中线路的负荷水平。6.如权利要求5所述的计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法，其特征在于，还包括：定义灵敏度指数为b
t
，其计算公式为：其中，DC表示分布式电源，通过求偏导M值获取P
i
对M的求导公式为：其中，i和j表示任意节点，利用表示有功功率对电压之间的偏导，其计算公式为：其中，G
ij
表示电导；根据式和得出：其中，b表示节点；基于上述公式得出换流站在额定功率和电压下垂情况下的控制公式分别为：
将公式代入公式中，获取U
i
对M的偏导数后，对其进行求导即得到所述灵敏度，最终得出b
t
结果，即获得所述潮流控制器最佳配置位置。7.如权利要求1所述的计及风功率波动的电力系统区间潮流计算方法，其特征在于，所述电力系统区间最优潮流模型包括：目标函数：...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋羽鹏，李源，徐志，何觅，赵灿辉，谢佳伟，陈尚兴，马云，杨珊，唐强，张毅，梁凯，袁忠，宋庆，胡昌斌，崔娇，孙若峰，董朝理，潘巍，王乾，朱芸，李博，张旺东，陈国勇，邓瑞，高东，庾信，潘堋，张跃峰，金磊，汤建磊，胡纯，吴波，周刚洪，张竞，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司昆明供电局，
类型：发明
国别省市：