[发明专利]一种解析式概率潮流计算方法及系统

说明书

本发明实施例提供的解析式概率潮流计算方法及系统，包括：获取分布式电源接入节点的注入功率的历史数据；利用高斯混合模型对历史数据进行拟合，获取注入功率的联合概率密度函数；获取各组分对应的节点电压与注入功率的二阶近似展开方程；将注入功率服从各组分的高斯分布时对应的目标节点电压的概率分布函数进行加权求和，获取目标节点电压的概率分布函数，支路潮流的概率分布函数求解类似。本实施例通过高斯混合模型拟合分布式电源出力的不确定性，兼顾分布式电源处出力之间的相关性，增加了不确定性建模的准确性；采用二阶泰勒展开式近似节点电压、支路潮流与注入节点功率的非线性隐函数关系，考虑了方程的非线性，提高了计算速度和结果的精度。

技术领域

本发明实施例涉及电力电网技术领域，尤其涉及一种解析式概率潮流计算方法及系统。

背景技术

随着电网规模的不断扩大、电压水平的不断提高以及传输距离不断增加，电压稳定性问题对电力系统的影响越来越大。基于可再生能源的分布式电源由于出力具有波动性和间歇性的特点，其大规模并入配电网增强了配电网的不确定性和随机性。其中，电网中的不确定性可以采用概率模型来建模，概率潮流计算方法可以用来分析分布式电源并网后运行情况。

针对分布式电源出力不确定性建模，目前，大多数方法是采用特定的概率模型去拟合分布式电源出力的不确定性。然而采用单一的概率模型去拟合分布式电源出力的不确定性是不合理的，会导致计算的结果与实际结果误差较大，从而使得计算方法的精度和应用性降低。

针对潮流方程的近似算法，为了提高计算的效率，目前已有的解析式概率潮流计算方法，通常要对潮流模型线性化。但考虑到配电网的潮流模型本身具有非线性，导致在计算节点电压或者支路潮流时候，采用的线性化模型只有在一定范围内精度较高，当输入变量范围增大的时候，计算误差将会增大。

目前的概率潮流方法有三类：蒙特卡洛仿真法(Monte Carlo SimulationMethod，简称MCSM)、解析法以及近似法。

其中，MCSM的数学原理为大数定理，其精度较高，经常用于检验其他方法的精度。但是由于需要大规模的采样数据，其仿真的时间较长，而且很难获得输出变量解析的函数表达式。

近似法主要包括点估计法和一阶二次矩阵法。其中，点估计法随着输入随机变量数目的增大，计算量会随着增大，计算效率降低，得到的输出变量各阶矩的准确程度随着阶数的增大而降低。而一阶二次矩法，只能获得随机变量的前二阶矩，其多数情况下不能获得输出变量的概率统计特性。

解析法虽然可以弥补蒙特卡洛法的不足，其主要是通过输入变量和输出变量的关系式，运用概率运算，得到输出变量解析的概率分布表达式，但是现有的解析式的概率潮流计算方法，大多数需要将交流模型线性化，而鉴于潮流方程本身的非线性，线性化模型会导致一部分不可避免的误差。此外，该方法也不能兼顾电网分布式电源出力所具有的相关性。目前，几乎没有同时将分布式出力的相关性和潮流方程的非线性考虑在内的方法。此外，现有的方法只能处理输入变量为一种或一类的情况，且随着输入变量的变化范围增大，其精度会随之减小。

综上所述，现有技术在进行概率潮流计算过程中，主要存在的问题有：

1)简化过后的概率模型会导致计算与实际的误差增大，从而导致不确定性建模的精度较低；

2)在不确定性建模方面，缺乏考虑分布式电源处理之间的相关性；

3)多数方法需要采用线性化的潮流模型，导致计算的精度较小，若想提高精度，潮流模型的非线性需要被考虑，但现有技术均未涉及该方面的研究。

发明内容

本发明实施例提供一种解析式概率潮流计算方法及系统，用以解决或有效的缓解现有技术在分布式电源接入系统后的概率潮流计算过程中，计算精度低、运算速度慢的缺陷。