[发明专利]一种考虑光伏电站出力随机性和相关性的概率潮流计算方法

说明书

一种考虑光伏电站出力随机性和相关性的概率潮流计算方法，属电网调度领域。在进行潮流计算过程中，建立面向分布式光伏接入的不确定性模型；将分布式光伏电站接入节点看作PV节点，负荷设为ZIP模型，以节点注入功率方程形式作为原始潮流方程；用改进粒子群算法进行高斯混合模型参数估计；构建似然函数；以似然函数最大为优化目标进行迭代寻优；得到节点电压、断面潮流概率分布描述；获得光伏输出功率利用高斯混合模型建模情况下的节点电压联合累积分布函数和联合概率密度函数。其在进行潮流计算时考虑光伏电站出力的随机性和相关性，能够提高相关线路潮流计算的精度，实现全局寻优和局部寻优能力的平衡，从而更容易得到全局最优解。

技术领域

本发明属于电力运行管理中的潮流计算领域，尤其涉及一种考虑光伏电站出力随机性和相关性的概率潮流计算方法。

背景技术

分布式光伏接入配电网使得节点电压和线路潮流呈现波动性和不确定性。

光伏电站出力的不确定性会导致系统潮流发生变化，传统基于确定型模型已经难以满足可再生能源接入的配电网，与此同时，光伏电站之间在时间尺度和空间尺度的关联性，传统的确定性潮流计算已无法应用于计及随机性的稳态运行评估分析，在运行的过程中还会引入大量的相关性因素，如多个风电场出力之间具有较强的相关性等，相关性会对电力系统的安全稳定运行产生重要的影响。

然而，一些概率潮流方法比如传统的半不变量法不能直接应用于计及输入变量相关性的可再生能源电力系统概率潮流计算之中。

因此，如何计及可再生能源出力随机性和相关性，建立可再生能源出力不确定性模型，并在此基础上，建立随机潮流计算方法，成为电力系统在运行管理中的重要内容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种考虑光伏电站出力随机性和相关性的概率潮流计算方法。其首先建立面向分布式光伏接入的不确定性模型，对基于改进粒子群算法的高斯混合模型参数求解，得到节点电压、断面潮流概率分布描述，进而得到光伏输出功率利用GMM建模情况下的节点电压联合累积分布函数(CDF)和联合概率密度函数(PDF)。其采用基于线性化潮流方程的解析概率潮流分析方法，并采用典型IEEE 33节点仿真系统和某地区配电网实际系统进行验证，证明其相比于EM算法具有更高的精度，能更好地应用于电力运行及电力调度系统。

本发明的技术方案是：提供一种考虑光伏电站出力随机性和相关性的概率潮流计算方法，包括潮流计算，其特征是在进行潮流计算的过程中，进行下列步骤的工作：

1)首先建立面向分布式光伏接入的不确定性模型；

2)将分布式光伏电站接入节点看作PV节点，负荷设为ZIP模型，以节点注入功率方程形式作为原始潮流方程；

3)采用改进粒子群算法进行高斯混合模型参数估计；

4)针对实际采集的光伏电站输出有功功率形成样本X＝{X₁,L,X_N}，并基于此构建似然函数，以似然函数最大为优化目标进行迭代寻优，寻优结果参数；

5)得到计及PV节点和ZIP负荷模型的节点电压幅值V和线路潮流Pij与光伏电站输出功率X的线性关系；

7)得到基于多变量高斯分布Nm(X)建模得到的光伏电站输出功率X；

8)得到节点电压、断面潮流概率分布描述；

9)获得光伏输出功率利用GMM建模情况下的节点电压联合累积分布函数CDF和联合概率密度函数PDF；

10)在此基础上，建立考虑光伏电站出力随机性和相关性的随机潮流计算方法。

具体的，所述考虑光伏电站出力随机性和相关性的概率潮流计算方法，在进行潮流计算时，考虑光伏电站出力的随机性和相关性，采用改进粒子群算法进行高斯混合模型GMM参数估计，其具体步骤如下：