[发明专利]一种高比例新能源省级电网安全风险的评估方法及装置

说明书

本申请公开了一种高比例新能源省级电网安全风险的评估方法及装置，该方法首先根据各风电场出力模型、各光伏电站出力模型和历史数据相关性矩阵，模拟省级电网新能源场站时空出力场景，然后进行基于蒙特卡洛模拟的随机潮流计算，进一步确定关键通道潮流及关键母线电压的概率密度曲线及统计学规律。最后从整体性能、稳态安全和暂态安全稳定三个层面出发建立适用于高比例新能源省级电网的安全风险评估体系，并利用模糊数学理论进行安全性综合评价。本申请考虑高比例新能源省级电网不同场站间的出力差异性与相关性进行随机潮流计算，并结合随机潮流计算结果，从三个层面出发建立安全风险评估体系，可以有效对运行方式安全风险进行综合评价。

技术领域

本申请涉及电力系统安全稳定分析技术领域，尤其涉及一种高比例新能源省级电网安全风险的评估方法及装置。

背景技术

近年来新能源发展迅猛，新能源并网消纳提供了大量清洁能源，有利于节能减排和环境保护，但由于新能源具有强随机性和弱可控性，并网系统电源结构性风险不断累积，电网安全稳定运行受到威胁，主要表现为：一是新能源出力强波动性导致潮流分布不确定性，大规模新能源并网易导致局部地区主变及重要断面潮流越限；二是新能源采用大量电力电子器件，取代常规电源后系统转动惯量减小，一次调频能力和支撑能力弱化，在遭受大规模故障冲击后系统运行风险加剧。因此有必要针对高比例新能源省级电网的安全风险进行量化评估，挖掘危及系统安全稳定的薄弱环节和潜在风险加以控制。

目前，针对高比例新能源省级电网缺少整体性的安全评价方法，且稳态安全校核中传统确定性的潮流计算方法难以适应大规模新能源强波动性与不确定性。虽然已有研究考虑了新能源电网随机潮流，但没有考虑到省级电网内部诸多新能源场站空间差异性与相关性。

发明内容

本申请公开了一种高比例新能源省级电网安全风险的评估方法及装置，以解决现有技术中，针对高比例新能源省级电网缺少整体性的安全评价方法，没有考虑到省级电网内部诸多新能源场站空间差异性与相关性的技术问题。

本申请第一方面公开了一种高比例新能源省级电网安全风险的评估方法，包括：

获取预先构建的各风电场出力模型、各光伏电站出力模型和历史数据相关性矩阵，其中，所述各风电场出力模型用于模拟风电场各自的出力场景，所述各光伏电站出力模型用于模拟光伏电站各自的出力场景，所述历史数据相关性矩阵用于表征场站空间相关性；

根据所述各风电场出力模型、所述各光伏电站出力模型和所述历史数据相关性矩阵，利用拉丁超立方采样法和Cholesky分解方法模拟省级电网新能源场站时空出力场景；

根据所述省级电网新能源场站时空出力场景，依据新能源随机波动下常规机组出力调节规则保证系统功率平衡，进行基于蒙特卡洛模拟的随机潮流计算，并根据所述随机潮流计算的采样结果，确定关键通道潮流及关键母线电压的概率密度曲线及统计学规律；

根据所述关键通道潮流及关键母线电压的概率密度曲线及统计学规律，从整体性能、稳态安全和暂态安全稳定三个层面，建立适用于高比例新能源省级电网的安全风险评估体系，并利用模糊数学理论进行安全性综合评价，评估不同运行方式下高比例新能源省级电网安全风险。

可选的，构建所述各风电场出力模型的步骤包括：

获取省级电网中各个风电场的历史出力数据；

利用两参数Weibull分布模型模拟单一风电场出力情况，并根据所述省级电网中各个风电场的历史出力数据，进行参数拟合，构建各风电场出力模型。

可选的，构建所述各光伏电站出力模型的步骤包括：

获取省级电网中各个光伏电站的历史出力数据；

利用两参数Beta分布模型模拟单一光伏电站出力情况，并根据所述省级电网中各个光伏电站的历史出力数据，进行参数拟合，构建各光伏电站出力模型。