一种考虑节点功率相关性的配电网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考虑节点功率相关性的配电网潮流计算方法及系统，该方法包括获取区域配电网中所有分布式光伏电站的历史出力数据，采用聚类算法将区域配电网中的分布式光伏电站划分为若干个分布式光伏电站集群；基于多维平行六面体模型，建立每个分布式光伏电站集群出力区间和每个分布式光伏电站出力区间的复仿射模型；构建配电网中储能元件出力区间的复仿射模型；采用复仿射前推回代潮流算法进行潮流计算，输出潮流结果。本发明专利技术中，基于复仿射变量表征配电网节点功率的相关性，采用改进的复仿射前推回代潮流算法进行潮流计算，输出区间潮流结果，能够减少理论计算和实际情况的误差，提高配电网潮流计算的精度和有效性。提高配电网潮流计算的精度和有效性。提高配电网潮流计算的精度和有效性。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑节点功率相关性的配电网潮流计算方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种考虑节点功率相关性的配电网潮流计算方法及系统。

技术介绍

[0002]随着能源枯竭、环境恶化等问题的凸显，以风、电为代表的可再生分布式能源发电得到大力发展。其中，分布式光伏发电相对于传统火力发电方式具有随机性、波动性和间歇性等特点，而随着分布式光伏电站接入配电网比例的不断提高，分布式光伏发电对配电网的安全稳定运行和经济效益产生了深远的影响，导致配电网潮流分布和电压水平剧烈变化，进而增加了配电网调控的难度和复杂性，限制配电网对新能源的接纳能力。现有技术中，基于仿射算法的不确定潮流计算方法能够计及分布式光伏发电和节点负荷的不确定性波动，是目前进行配电网稳态分析的重要手段。其中，不确定潮流计算包括模糊潮流法、概率潮流法和区间潮流法。
[0003]上述潮流计算的过程中，基于复仿射运算的前推回代潮流算法仅考虑单个分布式光伏发电和单个节点负荷的波动性，并未考虑多个分布式光伏出力波动的相似性和多个节点负荷波动的相似性。在实际的电力系统中，区域配电网供电范围较小，区域内气候、环境等因素存在较强的相似性，因此，各个节点的负荷和分布式光伏出力同时增大或减小的概率较大，节点功率也具有明显的相关性，各个节点功率波动的相关性越大，配电网的峰谷差也就越大，节点电压和支路电流的波动性越大。因此，在配电网潮流计算时需要考虑不同节点之间的相关性，以此减少理论计算和实际情况的误差。若不考虑各变量之间的相关性，可能导致潮流计算结果不合理。r/>
技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种考虑节点功率相关性的配电网潮流计算方法及系统，通过采用聚类算法将配电网中分布式光伏电站划分为若干个分布式光伏电站集群，在考虑集群出力相关性得基础上，基于平行六面体模型建立分布式光伏电站出力的复仿射模型，基于改进的复仿射前推回代潮流算法进行潮流计算，输出区间潮流结果。本专利技术基于复仿射变量表征配电网节点功率的相关性，以此进行区间潮流计算，提高配电网潮流计算的精度和有效性。
[0005]第一方面，本公开提供了一种考虑节点功率相关性的配电网潮流计算方法，包括：
[0006]获取区域配电网中所有分布式光伏电站的历史出力数据，采用聚类算法将区域配电网中的分布式光伏电站划分为若干个分布式光伏电站集群；
[0007]基于多维平行六面体模型，建立每个分布式光伏电站集群出力区间和每个分布式光伏电站出力区间的复仿射模型；
[0008]基于分布式光伏电站出力区间的复仿射模型，构建配电网中储能元件出力区间的复仿射模型；
[0009]采用复仿射前推回代潮流算法进行潮流计算，输出潮流结果。
[0010]进一步的技术方案，所述采用聚类算法将区域配电网中的分布式光伏电站划分为若干个分布式光伏电站集群，包括：
[0011]获取区域配电网中多个分布式光伏电站的历史出力数据，随机选取H个分布式光伏电站的出力数据作为聚类中心；
[0012]计算每个分布式光伏电站出力数据到各个聚类中心的欧式距离，分别将每个分布式光伏电站划分到距离最近的聚类中心所属的集群中，并判断每个分布式光伏电站出力数据所对应的分布式光伏电站的集群；
[0013]计算每个集群中所有分布式光伏电站出力数据的平均值，并将这个平均值作为新的聚类中心，重复上述根据欧式距离进行划分及判断集群的步骤；
[0014]判断更新聚类中心后的所有分布式光伏电站所属的集群是否发生变化，若未发生变化，则确定集群划分结果，完成聚类；若发生变化，则再次重复上述更新聚类中心及重新聚类的步骤。
[0015]进一步的技术方案，在随机选取H个分布式光伏电站的出力数据作为聚类中心之前，还包括：
[0016]将区域配电网中所有分布式光伏电站的历史出力数据分别进行归一化。
[0017]进一步的技术方案，基于多维平行六面体模型，建立每个分布式光伏电站集群出力区间的复仿射模型，包括：
[0018]获取的第k个集群内第m个分布式光伏电站的出力区间，确定第k个分布式光伏电站集群出力的区间模型；
[0019]获取的第k个集群内第m个分布式光伏电站的历史出力数据，计算第k个和其余分布式光伏电站集群的出力相关系数；
[0020]基于第k个分布式光伏电站集群出力的区间模型和该集群与其余集群的出力相关系数，利用多维平行六面体模型，将具有相关性的区间变量转换为不具有相关性的标准空间，得到分布式光伏电站集群出力区间变量的复仿射模型。
[0021]进一步的技术方案，建立每个分布式光伏电站出力区间的复仿射模型，包括：
[0022]集群内每个分布式光伏电站复仿射功率与分布式光伏电站集群的复仿射功率成正比，基于分布式光伏电站集群出力区间的复仿射模型，获得单个分布式光伏电站出力区间的复仿射模型。
[0023]进一步的技术方案，所述构建配电网中储能元件出力区间的复仿射模型，包括：
[0024]获取配电网中某节点接入的储能元件的出力区间模型；
[0025]基于该节点接入的分布式光伏电站出力区间的复仿射模型，获得该储能元件出力区间的复仿射模型。
[0026]进一步的技术方案，所述采用复仿射前推回代潮流算法进行潮流计算，输出潮流结果，包括：
[0027]根据分布式光伏电站、节点负荷和分布式储能元件的复仿射模型，建立节点i注入的有功功率、无功功率和复功率的仿射值；
[0028]基于节点i注入的有功功率、无功功率和复功率的仿射值，不断迭代循环迭代回代过程和前推过程来求解节点i的复仿射电压，直至求解的节点的复仿射电压符合收敛判据，
输出潮流计算结果，即输出该节点i电压波动的上下值。
[0029]第二方面，本公开提供了一种考虑节点功率相关性的配电网潮流计算系统，包括：
[0030]分布式光伏电站聚类模块，用于获取区域配电网中所有分布式光伏电站的历史出力数据，采用聚类算法将区域配电网中的分布式光伏电站划分为若干个分布式光伏电站集群；
[0031]分布式光伏电站复仿射模型构建模块，用于基于多维平行六面体模型，建立每个分布式光伏电站集群出力区间和每个分布式光伏电站出力区间的复仿射模型；
[0032]储能元件复仿射模型构建模块，用于基于分布式光伏电站出力区间的复仿射模型，构建配电网中储能元件出力区间的复仿射模型；
[0033]潮流计算模块，用于采用复仿射前推回代潮流算法进行潮流计算，输出潮流结果。
[0034]第三方面，本公开还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述方法的步骤。
[0035]第四方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述方法的步骤。
[0036]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑节点功率相关性的配电网潮流计算方法，其特征是，包括：获取区域配电网中所有分布式光伏电站的历史出力数据，采用聚类算法将区域配电网中的分布式光伏电站划分为若干个分布式光伏电站集群；基于多维平行六面体模型，建立每个分布式光伏电站集群出力区间和每个分布式光伏电站出力区间的复仿射模型；基于分布式光伏电站出力区间的复仿射模型，构建配电网中储能元件出力区间的复仿射模型；采用复仿射前推回代潮流算法进行潮流计算，输出潮流结果。2.如权利要求1所述的考虑节点功率相关性的配电网潮流计算方法，其特征是，所述采用聚类算法将区域配电网中的分布式光伏电站划分为若干个分布式光伏电站集群，包括：获取区域配电网中多个分布式光伏电站的历史出力数据，随机选取H个分布式光伏电站的出力数据作为聚类中心；计算每个分布式光伏电站出力数据到各个聚类中心的欧式距离，分别将每个分布式光伏电站划分到距离最近的聚类中心所属的集群中，并判断每个分布式光伏电站出力数据所对应的分布式光伏电站的集群；计算每个集群中所有分布式光伏电站出力数据的平均值，并将这个平均值作为新的聚类中心，重复上述根据欧式距离进行划分及判断集群的步骤；判断更新聚类中心后的所有分布式光伏电站所属的集群是否发生变化，若未发生变化，则确定集群划分结果，完成聚类；若发生变化，则再次重复上述更新聚类中心及重新聚类的步骤。3.如权利要求2所述的考虑节点功率相关性的配电网潮流计算方法，其特征是，在随机选取H个分布式光伏电站的出力数据作为聚类中心之前，还包括：将区域配电网中所有分布式光伏电站的历史出力数据分别进行归一化。4.如权利要求1所述的考虑节点功率相关性的配电网潮流计算方法，其特征是，基于多维平行六面体模型，建立每个分布式光伏电站集群出力区间的复仿射模型，包括：获取的第k个集群内第m个分布式光伏电站的出力区间，确定第k个分布式光伏电站集群出力的区间模型；获取的第k个集群内第m个分布式光伏电站的历史出力数据，计算第k个和其余分布式光伏电站集群的出力相关系数；基于第k个分布式光伏电站集群出力的区间模型和该集群与其余集群的出力相关系数，利用多维平行六面体模型，将具有相关性的区间变量转换为不具有相关性的标准空间，得到分布式光伏电站集群出力区间变量的复仿射模型。5.如权利要求4所述的考虑节点功率相关性...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建民，李山冈，亓占华，王志涛，石海青，薛峰，刘志伟，王晓军，孟凡敏，王启明，张敏，张鹏，王云涛，赵遵龙，王平，刁玉建，苏江申，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：