[发明专利]一种新能源并网电力系统的静态安全概率评估方法

说明书

本发明提供了一种新能源并网电力系统的静态安全概率评估方法，采用风速、日照强度等气象要素时间周期特征的新能源出力模型综合反映气象随机波动特征和时间变化规律，采用基于蒙特卡洛模拟的概率潮流方法反映系统运行的不确定性，两者结合建立新能源并网系统静态安全概率评估方法；为分析系统的薄弱环节及高风险时段，提出系统潮流越限概率指标；为评估系统N‑1风险水平和新能源接入场景变化导致的风险变化情况，提出系统N‑1风险评价指标；本发明与传统的、确定性的系统静态安全分析相比，将新能源并网系统的不确定性考虑在内，用概率评估方法及指标评估系统静态安全的可能性，为系统运行提供更加全面的信息，为电力系统中长期规划和调度等提供参考。

技术领域

本发明涉及新能源并网电力系统的静态安全风险评估方法。

背景技术

电力系统静态安全分析是对系统故障后的稳态行为进行分析，用预想事故来模拟系统故障状态，研究事故后系统稳定运行状态下的安全问题及相应的校正控制。静态安全分析能使系统运行人员事先了解系统的安全水平，是系统安全分析中的一种重要手段。

对于不含新能源的传统电力系统，已有大量文献从不同的角度对静态安全进行了研究。有文献从算法的角度，将支持矢量机分类器，多路决策树和模糊聚类等新的算法运用到电力系统的静态安全分析中；有文献从控制的角度，研究了系统静态安全预防控制和校正控制策略；有文献从计算效率的角度，用并行计算方法和图形处理器等提高了静态安全分析的速度；也有文献从应用的角度，研究了电力系统在线静态安全分析。

近年来，以风电和光伏为代表的新能源发电技术迅猛发展，越来越多大型风电场、光伏电站接入电力系统。由于新能源发电具有随机性、间歇性等特点，传统的确定性静态安全分析已难以适用。根据研究的时间尺度，概率潮流问题可分为中长期和短期两类。在研究中长期概率潮流问题时，常用概率分布模型来反映新能源出力的随机波动，该方法能反映气象要素长期的统计规律，但不能反映其时间变化规律；在研究短期概率潮流问题时，通常直接对新能源出力进行预测，这种方法降低了分析所需的数据基础要求，适用于系统短期或在线评估分析，但建模难度较大。此外，目前多采用确定性指标来分析含新能源发电电力系统的节点电压越限、线路负载率越限等问题，尚缺乏描述新能源并网电力系统静态安全的概率指标。

由此可见，为了更充分地考虑新能源出力的不确定性对系统静态安全的影响，有必要研究计及新能源出力时间周期特征的电网静态安全概率评估方法及指标。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种新能源并网电力系统的静态安全概率评估方法，解决现有技术中不能对新能源并网电力系统的静态安全进行风险概率评估的技术问题，能够将新能源并网电力系统的不确定性考虑在内，用概率评估方法及指标评估系统静态安全的可能性，可为系统运行人员提供更加全面的信息，为电力系统中长期规划和调度等提供参考。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种新能源并网电力系统的静态安全概率评估方法，新能源并网电力系统包括风电场以及光伏电场，该系统中节点总个数为n_b，线路总条数为n_l；包括以下步骤：

步骤1：采集风速样本建立对应的气象要素时间周期模型F₁(t)＝f₁(t)+ε₁，其中，t是以自然天为单位的时间，t∈[1,365]，f₁(t)为风速的月变化趋势的拟合函数，ε₁为服从风速日波动分量概率分布的随机变量；

采集日照强度样本建立对应的气象要素时间周期模型F₂(t)＝f₂(t)+ε₂，其中，t是以自然天为单位的时间，t∈[1,365]，f₂(t)为日照强度的月变化趋势的拟合函数，ε₂为服从日照强度日波动分量概率分布的随机变量；