[发明专利]计及风电不确定性的电力系统静态电压稳定概率评估方法

说明书

本发明属于电力系统技术领域，基于广域测量系统负荷裕度计算方法，在计及风电出力随机性的前提下，提出一种基于负荷裕度指标的电力系统静态电压稳定的概率计算方法。包括选用负荷裕度指标来衡量电力系统静态电压稳定情况；计算各负荷节点负荷裕度，进一步由各负荷节点负荷裕度求取系统负荷裕度；并推导各负荷节点负荷裕度与风电节点注入功率之间的灵敏度关系；利用半不变量法和Gram‑Charlier级数展开，通过风电功率概率分布计算各负荷节点负荷裕度的概率分布，对各节点静态电压稳定性评估。本发明描述了风电出力的不确定性对静态电压稳定分析的影响，实现风电并网系统的静态电压稳定概率评估，并评估其静态电压稳定的失稳风险。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，基于广域测量系统负荷裕度计算方法，在计及风电出力随机性的前提下，提出了一种基于负荷裕度指标的电力系统静态电压稳定的概率计算方法，具体是一种计及风电不确定性的电力系统静态电压稳定概率评估方法。

背景技术

风电的大规模并网，运行工况的复杂化，因其波动性和不确定性，导致了电力系统运行方式的随机变化，加剧了各个节点静态电压稳定的不确定性，对电力系统稳定性带来了难以预估的隐患。为此研究此背景下的电力系统安全稳定十分必要，而静态电压稳定是电力系统稳定的一个重要方面。电力系统静态电压稳定性是用代数方程描述和分析系统在小扰动下的电压稳定性。

传统的静态电压稳定性分析大都基于确定性模型，忽略了风电的随机性和负荷的不确定性，因此需要研究考虑不确定性的概率静态电压稳定评估方法。传统的概率分析法如蒙特卡洛法虽能够获得很好的精度，但需反复大量的抽样计算，耗时长，严重限制了其在实际工程中的应用；而近似法如点估计法和一次二阶矩法计算耗时少，所得输出随机变量的均值和方差精度高；解析法利用数学假设对输出随机变量和输入随机变量进行线性化处理，计算效率高，其中应用较多的是半不变量法。

为了准确描述含风电的电力系统中不确定因素对静态电压稳定分析的影响，评估其静态电压稳定的失稳风险，有必要提出一种计及风电不确定性的电力系统静态电压稳定概率评估方法。

发明内容

本发明提供了一种计及风电不确定性的电力系统静态电压稳定概率评估方法，本发明不仅考虑了风电出力的随机性，准确描述了风电对电力系统静态电压稳定分析的影响，还有效利用半不变量法与Gram-Charlier展开，通过风电功率概率分布计算了各负荷节点负荷裕度的概率分布，计算耗时少且精度高，并且对各个节点静态电压稳定性做出评估。

为实现上述发明目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

计及风电不确定性的电力系统静态电压稳定概率评估方法，包括以下步骤：

选用负荷裕度指标来衡量电力系统静态电压稳定情况；

计算各负荷节点负荷裕度，进一步由各负荷节点负荷裕度求取系统负荷裕度；并推导各负荷节点负荷裕度与风电节点注入功率之间的灵敏度关系；

利用半不变量法和Gram-Charlier级数展开，通过风电功率概率分布计算各负荷节点负荷裕度的概率分布，并对各个节点静态电压稳定性进行评估。

所述推导各负荷节点负荷裕度与风电节点注入功率之间的灵敏度关系包括：负荷节点对其自身电压量的自灵敏度；负荷节点对其他负荷节点电压量与发电机节点电压量的互灵敏度。

所述负荷节点的负荷裕度为：