基于潮流模体的新能源电力系统随机运行特性分析方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于潮流模体的新能源电力系统随机运行特性分析方法，包括将起始时刻电网当前状态转化为图，并对图进行标注；利用蒙特卡洛方法对发电机的实际出力、负荷的实际值进行海量场景采样，并利用对所有场景进行潮流计算；记录节点电压、线路潮流以及潮流方向；对于每个潮流的计算结果，将潮流方向标注后的图中的边的方向，绘制有向图，统计有向图中各种四节点子图的数量，并统计有向四节点模体，利用电压和线路潮流计算当前样本的电压稳定性；计算所有有向四节点模体和电压稳定性间的相关性，统计相关性数据得出电网的随即运行特性；根据随即运行特性和待评估稳定性风险时刻的潮流方向，推知待评估稳定性风险时刻电网的稳定性风险。的稳定性风险。的稳定性风险。

【技术实现步骤摘要】
基于潮流模体的新能源电力系统随机运行特性分析方法


[0001]本专利技术涉及电气工程
，尤其是涉及一种基于潮流模体的新能源电力系统随机运行特性分析方法。

技术介绍

[0002]电力系统已经发展成为世界上最复杂的人造工业网络之一。从理论上讲，复杂性网络固有的自组织临界特性有可能引发一系列复杂的、不可预测的和无序的混沌状态的爆发。近年来，新能源的广泛接入给电网运行得到随机性带来了进一步的提升，在电网稳定性方面的计算所需的数据越来越繁杂。所需的数据包括潮流数据、电压数据和线路参数，在配电网较弱的部分地区，这些数据难以获取且数据的准确性也存疑。因此需要一个数据需求量较小的方法对传统方法进行辅助，实现更可靠的稳定性分析，对不稳定的状况及时反应。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的问题，本专利技术基于复杂网络技术提出了一种基于潮流模体的新能源电力系统随机运行特性分析方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]本专利技术实施例的第一方面提供了一种基于潮流模体的新能源电力系统随机运行特性分析方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
[0006](1)将起始时刻电网当前状态转化为图，并对图进行标注；
[0007](2)利用蒙特卡洛方法对发电机的实际出力、负荷的实际值进行海量场景采样，并利用对所有场景进行潮流计算；记录节点电压、线路潮流以及潮流方向；
[0008](3)对于每个潮流的计算结果，将潮流方向作为步骤(1)中标注后的图中的边的方向，绘制有向图，统计有向图中各种四节点子图的数量，并统计有向四节点模体，利用电压和线路潮流计算当前样本的电压稳定性；
[0009](4)计算所有有向四节点模体和电压稳定性间的相关性，统计相关性数据得出电网的随即运行特性；
[0010](5)根据步骤(4)得到的随即运行特性和待评估稳定性风险时刻的潮流方向，推知待评估稳定性风险时刻电网的稳定性风险。
[0011]进一步地，将起始时刻电网当前状态转化为图的过程包括：收集电网包括变电站、发电机和负荷在内的各设备的位置信息，并将负荷、发电厂和变电站转化为节点，输电线路和变压器支路转化为网络中的边，节点与边相连，形成图；在图中，每个节点所在的位置与现实中的位置对应。
[0012]进一步地，对图进行标注的过程包括：收集当前电网中的变电站、线路、发电机的额定功率，以及负荷的历史峰值，用于参考电网该区域是否可以用于搭建发电厂、变电站等设施，将无法建设发电站和变电站等发配电设施的地方以及不适合包括光伏发电站、风力发电站、潮汐发电站在内的新能源的位置对应的图上位置进行标注。
[0013]进一步地，所述步骤(3)具体包括以下子步骤：
[0014](3.1)以步骤(1)标注后的图为基础，根据对应线路中有功潮流的方向，确定将图中所有的边的方向，得到有向图；
[0015](3.2)找到有向图中所有具有连通性的四节点子图，根据考虑方向的连接性划分子图类型，并统计每种类型子图在子图总数中所占的比例，该占比即有向四节点模体；
[0016](3.3)利用每个节点的电压幅值标幺值和流过它的有功功率，计算每个节点上的电压的稳定性参数。
[0017]进一步地，每个节点上的电压的稳定性参数的计算公式如下：
[0018][0019]b＝2P
·
r+2Q
·
x
‑
U^2
[0020]c＝(P^2+Q^2)*(R^2+x^2)
[0021]X＝b/2
[0022]其中U
max
和U
min
分别为额定电压与电压安全裕度之和与之差，U为当前电压的标幺值，P和Q分别为流过节点的有功功率和无功功率，r和x分别为相邻线路的电压和电抗。
[0023]进一步地，当稳定性参数小于0时，判断对应节点处于不稳定状态。
[0024]进一步地，所述步骤(4)具体包括以下子步骤：
[0025](4.1)计算所有场景中的不稳定节点的个数，以及所有场景下的各类模体；
[0026](4.2)利用熵权法确定所有有向四节点模体和电压稳定性间的相关性系数，对相关性系数从高到低进行排序，设定相关性排序阈值q，取前q个相关性系数较高的有向四节点模体；
[0027](4.3)对所有类型有向四节点模体,设定颗粒度阈值并将模体浓度的值域划分为p个区间，计算不同占比区间下的电网不稳定性的置信度；
[0028](4.4)将步骤(4.3)得到的所有置信度组成q
×
p维的置信度矩阵，作为电网的随即运行特性。
[0029]进一步地，待评估稳定性风险时刻电网的稳定性风险为置信度矩阵中所有元素之和。
[0030]本专利技术实施例的第二方面提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器与所述处理器耦接；其中，所述存储器用于存储程序数据，所述处理器用于执行所述程序数据以实现上述的基于潮流模体的新能源电力系统随机运行特性分析方法。
[0031]本专利技术实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述的基于潮流模体的新能源电力系统随机运行特性分析方法。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术提出了一种基于潮流模体的新能源电力系统随机运行特性分析方法，本专利技术根据现有的电网拓扑和潮流方向数据，以潮流模体为工具，对含分布式新能源的配电网运行状态进行分析，分析结果可为新型电力系统的运行状态的风险等级提供参考，为基于电压稳定性的风险分析提供辅助。同时充分考虑新能源中网架参数未知且量测数据较少的情况，可以在不知道节点电压等数据的情况下对电网的稳定状况有一个大致的判断，进行更可靠的电网随机运行的稳定分析。
附图说明
[0033]图1为本方法的流程图；
[0034]图2为实际电网向图转化的示意图；
[0035]图3为子图类型的示意图；
[0036]图4为用于验证模体与电网稳定关联性的热力图；
[0037]图5为本专利技术实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
[0038]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的方法的例子。
[0039]在本专利技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0040]下面结合附图及具体实施例对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于潮流模体的新能源电力系统随机运行特性分析方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：(1)将起始时刻电网当前状态转化为图，并对图进行标注；(2)利用蒙特卡洛方法对发电机的实际出力、负荷的实际值进行海量场景采样，并利用对所有场景进行潮流计算；记录节点电压、线路潮流以及潮流方向；(3)对于每个潮流的计算结果，将潮流方向作为步骤(1)中标注后的图中的边的方向，绘制有向图，统计有向图中各种四节点子图的数量，并统计有向四节点模体，利用电压和线路潮流计算当前样本的电压稳定性；(4)计算所有有向四节点模体和电压稳定性间的相关性，统计相关性数据得出电网的随即运行特性；(5)根据步骤(4)得到的随即运行特性和待评估稳定性风险时刻的潮流方向，推知待评估稳定性风险时刻电网的稳定性风险。2.根据权利要求1所述的基于潮流模体的新能源电力系统随机运行特性分析方法，其特征在于，将起始时刻电网当前状态转化为图的过程包括：收集电网包括变电站、发电机和负荷在内的各设备的位置信息，并将负荷、发电厂和变电站转化为节点，输电线路和变压器支路转化为网络中的边，节点与边相连，形成图；在图中，每个节点所在的位置与现实中的位置对应。3.根据权利要求2所述的基于潮流模体的新能源电力系统随机运行特性分析方法，其特征在于，对图进行标注的过程包括：收集当前电网中的变电站、线路、发电机的额定功率，以及负荷的历史峰值，用于参考电网该区域是否可以用于搭建发电厂、变电站等设施，将无法建设发电站和变电站等发配电设施的地方以及不适合包括光伏发电站、风力发电站、潮汐发电站在内的新能源的位置对应的图上位置进行标注。4.根据权利要求1所述的基于潮流模体的新能源电力系统随机运行特性分析方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括以下子步骤：(3.1)以步骤(1)标注后的图为基础，根据对应线路中有功潮流的方向，确定将图中所有的边的方向，得到有向图；(3.2)找到有向图中所有具有连通性的四节点子图，根据考虑方向的连接性划分子图类型，并统计每种类型子图在子图总数中所占的比例，该占比即有向四节点模体；(3.3)利用每个节点的电压幅值标幺值和流过它的有功功率，计算每个节点上的电压的稳定性参数。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李楠，马雪，李芳，李红霞，杨帆，胡文保，李显桃，祁梦雪，李知艺，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司清洁能源发展研究院国网青海省电力公司浙江大学，
类型：发明
国别省市：