[发明专利]计及频率的电力系统多点线性化半不变量概率潮流方法

说明书

本发明公开了一种计及频率的电力系统多点线性化半不变量概率潮流方法，包括以下步骤：S1：建立计及频率的电力系统潮流模型；S2：获取电力系统中负荷和新能源出力数据，建立电力系统负荷以及新能源出力的随机概率密度函数；S3：获取具有相关性的电力系统负荷和新能源出力的样本；S4：将电力系统中的负荷和新能源出力进行分段，对输出状态变量的概率潮流进行计算，得到输出变量的各阶半不变量；S5：采用Cornish‑Fisher级数展开拟合输出状态变量概率密度分布函数，得到相应表达式。本发明能够有效处理输入变量随机性影响下的计及频率的电力系统概率潮流问题，具有快速、准确、实用的优点，对电力系统安全运行具有一定指导意义。

技术领域

本发明涉及电力系统运行与安全分析领域，特别涉及一种计及频率的电力系统多点线性化半不变量概率潮流方法。

背景技术

近年来，随着我国新能源并网技术的不断发展，新能源并网容量也在不断增长，规模化新能源并网将成为现代智能电网下的重要场景，但由于新能源的强随机性将导致电力系统的不确定性和波动性进一步加剧，因而造成电力系统诸如电压、频率越限等一系列安全稳定问题，研究新能源并入电网造成的不确定性影响对推进电网安全、快速发展具有重大意义。目前对于电力系统研究分析中，大多只考虑了电力系统中电压和功率的波动，对于电力系统重要的电能质量指标—频率概率潮流却少有研究报道。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供一种计及频率的电力系统多点线性化半不变量概率潮流方法，同时考虑了负荷、新能源之间的相关性，能够有效处理输入变量随机性影响下的计及频率的电力系统概率潮流问题。

技术方案：本发明提出了一种计及频率的电力系统多点线性化半不变量概率潮流方法，包括以下步骤：

S1：建立计及频率的电力系统潮流模型；

S2：获取电力系统中负荷和新能源出力数据，采用高斯混合模型(GMM) 建立电力系统负荷以及新能源出力的随机概率密度函数；

S3：获取具有相关性的电力系统负荷和新能源出力的样本；

S4：采用分段线性化手段，将电力系统中的负荷和新能源出力进行分段，通过离散化的半不变量法对输出状态变量的概率潮流进行计算，得到输出变量的各阶半不变量；

S5：采用Cornish-Fisher级数展开拟合输出状态变量概率密度分布函数，得到相应表达式。

进一步地，所述步骤S1中计及频率的电力系统潮流模型计算如下：

首先分别构建计及电力系统发电机、负荷一次调频模型：

发电机的一次频率调节特性表示为：

P_Gi1＝-K_Gi1(f-f_0i1)i1＝1,2,...,g (1)

式中：P_Gi1为第i1台发电机的有功功率；K_Gi1为第i1台发电机组的一次调频系数；f_0i1为发电机无负载下的频率；g为发电机台数。

电网负荷的一次频率调节特性表示为：

P_Di＝P_DNi+K_Di(f-f_N) (2)

式中：P_Di和P_DNi分别为第i节点在频率f和f_N下的有功功率；K_Di为节点i负荷的一次调频系数；

然后构建计及频率的电力系统潮流模型：