计及输入变量相关性的半不变量法概率潮流计算

概率潮流(probabilistic load flow,PLF)计算是电力系统稳态运行分析的重要工具。传统半不变量法概率潮流(PLF based on cumulant method,PLF-CM)要求各输入变量相互独立,这使其不能直接应用于输入变量具有相关性的场合。针对这一情况,提出一种基于Cholesky分解的计及输入变量相关性的PLF-CM计算方法。同时,为解决一些输入变量的半不变量难以被常规数值方法求解的问题,提出基于蒙特卡罗抽样的方法,该方法利用输入变量的样本计算其半不变量。对改进的IEEE 14节点系统进行仿真计算,结果验证了所提方法的有效性、准确性和实用性。在此基础上利用所提方法分析了风速相关性对系统运行特性的影响。结果表明系统运行特性受风速相关性影响较大。

基于拉丁超立方采样技术的半不变量法随机潮流计算

新能源发电的兴起加剧了电力系统运行中的不确定性和关联性,传统潮流计算方法无法适应新环境下电网分析和评估的要求。提出一种可考虑输入变量相关性的基于拉丁超立方采样技术的半不变量法随机潮流计算方法。该算法综合了模拟法精度高、适用性广和半不变量法计算速度快的优点,采用分段线性化潮流模型减小截断误差,并通过Cholesky分解解决了半不变量法只能处理独立变量的难题。对IEEE 30和IEEE 118节点系统的测试验证了所提方法的准确性、快速性和实用性。

计及多机平衡策略的半不变量法在线概率潮流

为提高半不变量概率潮流算法的实用性,提出了一种多机平衡概率潮流计算方法。在传统半不变量概率潮流算法的基础上,该方法通过修正待求变量对节点注入功率的灵敏度矩阵,实现了计及系统常规调频特性及常规能源与间歇式能源互补策略对系统潮流分布的影响。算例分析部分通过IEEE标准节点系统与实际省级电网模型的仿真分析验证了所提算法的准确性与实用性。

基于半不变量法的随机潮流误差分析

随机潮流可以给出在考虑各种不确定因素下系统状态的概率分布信息,但基于半不变量法计算随机潮流时为求得所需结果不得不采取近似和假设。深入分析了随机潮流计算各环节的假设条件及其可能引起的误差。为使随机潮流模型更符合实际,文中提出了如何处理节点功率相关性、故障列表和调度策略等问题;此外比较了2种求随机变量分布的方法,阐述了它们的特点及其误差;最后分析了系统规模对计算误差的影响。文中以IEEERTS24节点系统为算例,以蒙特卡罗法的结果为基准,在误差分析的每一部分均给出了相应的数值结果。

不同级数展开的半不变量法概率潮流计算比较分析

半不变量法概率潮流能快速求出系统状态变量的分布。该方法在系统基准运行点进行线性化,波动性强的风电和光伏发电的大规模并网会增强系统功率的波动强度,而且不同级数展开适用于不同的变量分布类型。以含风电/光伏发电的电力系统为分析对象,以蒙特卡罗法计算结果为参考值,以输出随机变量累积分布的方差和的根均值为评价指标,比较分析了各种输入随机变量和不同级数展开下半不变量法概率潮流计算结果的准确性,并阐述了其误差产生机理。

基于蒙特卡罗抽样半不变量法的微电网随机潮流计算

为了提高微电网随机潮流计算的精度,提出了将蒙特卡罗抽样和半不变量法相结合的方法。首先建立了微电网随机潮流的线性化模型,然后运用蒙特卡罗抽样法和常规数值法计算随机变量的各阶半不变量,进而计算节点状态变量和支路潮流的半不变量,并运用Gram-Charlier级数将其展开,最终得到半不变量的概率分布。将该方法与蒙特卡罗模拟法比较,算例表明该方法具有较高的准确性和快速性,可为电力调度提供可靠依据。

基于改进LHS的半不变量法概率潮流计算

为提高概率潮流算法的精度和效率,提出一种将半不变量法和改进的拉丁超立方采样技术相结合的方法。首先,提出改进的非参数核密度估计算法,并用其建立光伏输出功率概率模型。其次,为改善各阶半不变量的计算精度和效率,根据输入随机变量的分布情况的不同,分别采用不同方法计算随机变量的各阶半不变量,并结合Gram-Charlier级数展开法求得状态变量和支路潮流的概率分布。最后,将所提概率潮流算法与蒙特卡罗模拟法比较,并通过IEEE-34节点系统验证所提方法的准确性、快速性和有效性。

奇异值分解结合均匀设计采样的半不变量法概率潮流计算

在样本形成过程中半不变量法概率潮流(PLF-CM)计算可能遇到输入变量相关系数矩阵非正定的情况,此时常用的Cholesky分解不再适用。提出一种奇异值分解(SVD)结合均匀设计采样(UDS)的PLF-CM计算方法。通过SVD和UDS结合Nataf变换得到考虑相关性的随机变量样本,借助这些样本计算常规数值方法难以求解的部分输入变量的半不变量,利用SVD处理输入变量的协方差矩阵以准确计算输出变量的半不变量,采用Cornish-Fisher级数展开求得输出变量的概率分布。以改造后的IEEE 14节点测试系统为算例,验证了所提方法的快速性、有效性及对高渗透率新能源发电的适应性。

计及光伏出力相关性的改进半不变量法概率潮流计算方法

光伏发电的快速发展加剧了电力系统运行的相关性和不确定性.针对光伏发电中假设光伏出力服从Beta分布的局限性,提出三次样条函数通过有限矩对光伏出力进行重构,并应用改进的Nataf变换结合拉丁超立方采样技术得到计及相关性的光伏出力样本,通过分段线性化降低光伏出力波动性引起的误差,结合Cholesky分解求取输出量的半不变量,最后应用Cornish-Fisher级数求取输出变量的概率密度函数.该算法既计及光伏出力的相关性,同时也降低了传统半不变量法单点线性化引起的误差,与蒙特卡洛法(MCSM)相比,大大缩短了运算时间.对IEEE34节点系统以及甘肃省会宁县某地区实际电网的测试验证了所提方法的准确性和实用性.

基于改进K-means聚类技术与半不变量法的电–气综合能源系统运行风险评估方法

实现综合能源系统多能源优化管理和运行控制需要快速准确量化评估系统的运行风险。针对电力系统和天然气系统耦合形成的电–气互联综合能源系统,该文提出基于改进K-means聚类技术与半不变量法的综合能源系统运行风险评估方法。在分析电–气互联综合能源系统运行特性的基础上,选取支路功率、节点电压、系统频率和节点气压为系统运行风险指标。引入灵敏度修正系数对K-means算法进行改进,消除不同变量的数值尺度差异,并使得聚类结果中具有较大灵敏度的输入随机变量样本具有较小的波动范围。在此基础上,应用半不变量法快速计算电–气综合能源系统状态变量概率分布,进而求解出系统运行风险。算例结果表明:提出的综合能源系统运行风险评估量化计算方法能够有效提升运行风险指标的计算精度和计算效率,满足在线风险评估的要求。

基于半不变量法概率潮流的光伏配电网风险评估

为了高效准确实现光伏配电网越限风险评估,引入自适应核密度估计法拟合实际的光照强度序列,建立光伏电站出力特性概率分布模型。采用Cornish-Fisher级数结合半不变量法实现对光伏配电网的概率潮流计算,通过蒙特卡罗法验证半不变量概率潮流计算的准确性,建立电压越限风险指标和支路潮流越限风险指标实现对光伏配电网评估。通过Matlab仿真验证算法对光伏配电网系统风险评估的准确性和高效性。

基于GMM及多点线性半不变量法的电-热互联综合能源系统概率潮流分析

提出了一种计及相关性的基于高斯混合模型(GMM)的多点线性半不变量法电-热互联综合能源系统概率潮流(PPF)计算方法。构建了电-热互联综合能源系统潮流模型,采用GMM建立电-热互联综合能源系统源荷不确定模型,针对其输出变量的不确定性提出了基于半不变量法的电-热互联综合能源系统PPF计算方法,定量计算出相关输出状态变量的概率密度函数。由于电-热互联综合能源系统中存在非线性问题导致线性化误差增大,采用多点线性的方法来克服这一难题。并且所提PPF方法进一步考虑了电-热负荷之间的相关性。最后,采用Cornish-Fisher级数展开拟合状态变量概率分布,在改进的巴厘岛电-热互联综合能源系统算例中验证了所提方法的快速性、准确性和实用性。

基于Cornish-Fisher级数和半不变量法的含光伏配电系统风险评估

为准确高效地对含光伏配电系统进行风险评估,提出基于Cornish-Fisher级数的半不变量法求解含光伏配电系统的随机潮流,建立系统级的电压越限风险指标和潮流越限风险指标,分析含光伏配电系统的薄弱点,并准确揭示其风险,半不变量法保证了随机潮流计算的高效性,Cornish-Fisher级数展开提高了非正态分布下曲线拟合的精度。MATLAB算例仿真验证了所提算法对含光伏配电系统风险评估的高效性和准确性。

基于半不变量法的含风电场电力系统随机潮流分析

提出了一种基于半不变量法与Edgeworth级数法相结合的随机潮流分析方法,并将其应用于含目前主流风电机组——双馈风电机组组成的风电场的电力系统潮流分析中。本文使用两参数Weibull函数拟合风速分布,由风电机组风速功率特性确定风电机组的概率模型,并基于线性化交流潮流模型,对含风电场的IEEE 30节点系统进行了计算,最后与蒙特卡洛模拟方法对比分析了风电并网对电力系统运行的影响。

基于半不变量法的海上风电场送出线优化选型

海上风电场存在出力及环境因素不确定性的问题,对送出线的选型提出新的挑战。本文提出一种基于半不变量法及Gram-Charlier级数理论的计及风电场随机出力和温度的海缆选型方法。首先建立风力发电和环境温度的随机分析模型,将此模型引入海缆热路模型中进行最差工况组合条件下的海缆线芯温度计算,得到线芯温度越界概率,从而进行优化选型;然后给出某海上风电场海缆选型分析结果,并采用有限元暂态方法进行选型分析以验证半不变量法的可行性;最终得到能够安全稳定运行的最佳海缆。

基于拟蒙特卡罗和半不变量法的概率潮流计算

为实现含风电出力电网概率潮流计算精度的提高,提出一种结合拟蒙特卡罗和半不变量的方法。建立风电出力模型,采用拟蒙特卡罗模拟法(QMCS)抽取Sobol确定性低偏差点列,结合半不变量法,算出节点状态变量以及各支路潮流的半不变量,引入Gram-Charlier级数,以概率潮流计算为工具,对相关节点电压进行模拟,并与传统蒙特卡罗模拟(MCS)方法和MCS结合半不变量法对比。算例表明,相同抽样次数下QMCS结合半不变量法的计算结果更接近真解,并且计算速度相对更快。

Halton序列结合PCA的半不变量法概率潮流计算

为克服传统半不变量法概率潮流计算不能处理输入随机变量相关系数矩阵非正定的不足,提出一种Halton序列结合主元分析的PLF-CM计算方法。新方法首先基于SVD分解、Halton序列结合等概率原则获得考虑相关性的输入变量样本,其次借助这些样本数据求取输入随机变量的半不变量,然后利用PCA处理具有相关性的输入变量以准确求取输出变量的半不变量,最后采用Cornish-Fisher级数展开求得潮流分布的特性。在改造后的IEEE-14节点测试系统上进行的仿真研究表明,所提方法计算高效、稳定,适用于不确定性较大的新能源电力系统的概率潮流分析。

主元分析结合Cornish-Fisher展开的半不变量法概率潮流计算

为克服现有半不变量法概率潮流计算( probabilistic load flow based on cumulant method,PLF-CM)不能处理输入随机变量相关系数矩阵非正定之不足,提出一种基于主元分析和半不变量法结合Cornish-Fisher 展开的PLF-CM 计算方法。新方法根据输入变量的离散样本数据求取输入变量的半不变量,利用主元分析处理关联性输入随机变量以准确计算输出变量的半不变量,采用Cornish - Fisher 级数求得电力系统的概率潮流分布。在改造后的IEEE-14 节点测试系统上进行的仿真研究表明:所提方法计算高效、稳定,适用于不确定性较大的新能源电力系统的概率潮流分析。

基于拟蒙特卡洛的半不变量法概率潮流计算

随着风电并网容量的增加,概率潮流计算方法在计及风电出力不确定性的同时,还需考虑邻近风电场由于风速相关性导致的风电出力相关性问题。针对风电出力波动范围较大且存在相关性的特点,提出一种可考虑输入变量相关性的基于拟蒙特卡洛的半不变量法概率潮流计算方法。该方法利用基于Nataf变换的拟蒙特卡洛法产生具有相关性的风电出力样本,在各样本点处进行半不变量法概率潮流计算,基于各风电出力样本下的状态变量正态分布特性,依全概率公式整合所得正态分布得到最终的概率潮流结果。基于IEEE 30节点系统的算例分析表明,所提方法在较小采样规模下具有很高的计算精度,能够较精确地得到系统状态变量的概率分布。

基于半不变量的配电网概率潮流建模及方法

概率潮流计算是电力系统稳态运行分析的重要工具。针对配电网中存在的三相支路参数不对称与三相负荷不平衡对电力系统运行特性的影响,提出了一种基于半不变量的电力系统三相概率潮流建模方法。将三相负荷波动作为节点注入功率的变化,采用线性化的潮流方程计算节点电压与支路潮流等随机变量的半不变量。以33节点辐射状系统为算例进行仿真计算,验证了该算法的合理性与正确性。