[发明专利]一种求解区间直流潮流模型的改进蒙特卡洛方法

说明书

本发明公开一种求解区间直流潮流模型的改进蒙特卡洛方法,包括如下步骤：1）建立区间直流潮流模型；2）采用随机模拟技术在相应负荷、发电机有功出力和输电线路参数的区间内产生随机变量，该随机变量称为场景；3）在步骤2）产生的场景的基础上增加极端场景，该极端场景指参数区间的上下边界；4）统计所有场景下的潮流变量的最大值和最小值；5）输出结果，结果包括相角和传输功率的区间计算结果。本发明求解区间直流潮流模型的改进蒙特卡洛方法利用随机模拟技术在输入数据的区间内产生一系列场景，通过统计产生场景下直流潮流变量的最大和最小值来获取潮流的区间。并通过考虑输入数据的极端场景，进一步提高了区间直流潮流模型解的精度。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种求解区间直流潮流模型的改进蒙特卡洛方法。

背景技术

直流潮流模型是交流潮流模型的线性化模型，主要在交流潮流模型上作了以下四方面的简化:1)系统所有节点电压幅值为1p.u.(标幺值)；2)忽略所有线路的电阻和对地并联电抗；3)忽略所有无功平衡方程；4)不考虑所有变压器非标准变比。直流潮流是一种快速获取电网的节点电压相角和各线路传输功率粗略结果的方法，主要用于输电线运行管理、输电线路的扩展规划、考虑安全性的机组组合模型等实际工程中。然而，考虑到实际电网中的各种内部和外部的不确定性因素，例如新能源机组出力和负荷的不确定性等因素，直流潮流模型中的功率输入数据和网络参数是不确定。因此，直流潮流模型实际上是一个含不确定性因素的计算问题。现有的方法主要基于Krawczyk算法和区间Hull算法。

Krawczyk算法利用区间数学的理论，建立了一个区间线性方程的迭代求解模型。先采用区间高斯消去法求解区间直流潮流模型，得到的潮流解区间作为Krawczyk迭代的初始值。然后，不断循环迭代，最终收敛可以得到一个包含解集外壳的区间向量。在算法迭代过程中，利用区间导纳矩阵中值的逆矩阵进行迭代计算，以减少保守性。最后，以区间解向量的无穷范数的减小幅度作为迭代结束条件。所述方法可以得到比区间高斯消去法更接近方程组外壳的解。但此算法的收敛效果并不理想，迭代过程中的区间计算结果容易出现爆炸式的增长，最后出现不收敛的情况，无法用于实际系统计算。

区间Hull算法主要是通过预处理，形成一个主对角线占优的区间系数矩阵,然后利用区间Hull算法得到系数H-矩阵。在计算过程中，分别利用向上近似和向下近似方法处理H-矩阵的比较矩阵，进一步采用迭代方法求得区间直流潮流分布的上下界，进一步提高了区间潮流结果的精度。但所得到的结果依然过于保守，且迭代算法的收敛性问题并未得到完全解决，无法从根本上提高算法的效率。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决传统算法中存在的技术问题，提出一种求解区间直流潮流模型的改进蒙特卡洛方法，在采用蒙特卡洛法求解区间潮流模型的同时采用极端场景来进一步提高蒙特卡洛法的抽样效率，从而提高现有区间直流潮流结果的精度和区间直流潮流算法的效率。

为了实现本发明目的，本发明实施方式具体采用如下技术方案；

一种求解区间直流潮流模型的改进蒙特卡洛方法，该方法包括如下步骤：

1)建立区间直流潮流模型；

将负荷、发电机有功出力和输电线路参数均表示成区间的形式后，将其代入到确定性直流潮流方程，代替方程中对应的参数，得到区间直流潮流模型；

2)采用随机模拟技术在相应负荷、发电机有功出力和输电线路参数的区间内产生随机变量，该随机变量称为场景；

3)在步骤2)产生的场景的基础上增加极端场景，该极端场景指参数区间的上下边界；

4)统计所有场景下的潮流变量的最大值和最小值；

5)输出结果，该结果包括相角和传输功率的区间计算结果。