專利名稱：一種含風電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種含風電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，具體涉及一種基于異步風力發(fā)電機(簡稱“異步風機”或“異步機”)RX模型的含風電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，適用于含異步風力發(fā)電機的含風電場電力系統(tǒng)。本發(fā)明可以減小常規(guī)的將風電場處理為功率因數(shù)恒定的簡化PQ模型時半不變量法求解的誤差。
背景技術：
隨著世界范圍內(nèi)大規(guī)模風電并網(wǎng)運行，風電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響研究成為當前電力系統(tǒng)的研究熱點。風能的隨機性使得確定性分析方法提供的結果過于保守，計及隨機性進行風電并網(wǎng)研究可以為調(diào)度提供更可靠的參考，因此運用概率技術分析風電并網(wǎng)問題具有十分重要的意義。含風電場電力系統(tǒng)概率潮流計算能夠計及風能的隨機性對并網(wǎng)風電系統(tǒng)進行評估。文獻一《考慮尾流效應的風電場建模擬及隨機潮流計算》(西安交通大學學報，2008年第42卷第12期第1515頁)應用蒙特卡羅法對含風電場系統(tǒng)進行了概率潮流計算，分析了風電場并網(wǎng)運行對系統(tǒng)各節(jié)點電壓的影響，但該方法需要多次模擬，計算時間較長。文獻二《計及分布式發(fā)電的配電系統(tǒng)隨機潮流計算》(電力系統(tǒng)自動化2005年第29卷第24期第15頁)重點研究了分布式發(fā)電中的風力發(fā)電和太陽能發(fā)電的隨機出力對配電系統(tǒng)電壓的影響，文獻三《含風電場的電力系統(tǒng)概率潮流計算》(電網(wǎng)技術2009年第33卷第16期第87頁)通過建立風電機組概率模型，運用概率潮流計算分析了風電場加入前后系統(tǒng)電壓與潮流的變化情況。二者都采用基于半不變量法和Gram-Charlier級數(shù)展開法獲得狀態(tài)量的概率分布，計算效率比蒙特卡羅法大大提高。文獻四《基于半不變量法的隨機潮流誤差分析》(電網(wǎng)技術2009年第33卷第18期第32頁)指出運用半不變量法進行隨機潮流計算時，通常需要做節(jié)點注入功率之間相互獨立的假設，對于節(jié)點注入功率線性相關的情況，需要做特殊處理，否則會引起較大誤差。而文獻二與文獻三在處理風電場節(jié)點的有功和無功時，假設功率因數(shù)恒定，即Q = Ptana，也即風電場節(jié)點注入的有功和無功之間線性相關，可能會帶來較大誤差。因此，傳統(tǒng)的將風電場處理為功率因數(shù)恒定的簡化PQ模型可能帶來較大誤差。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有技術存在的將風電場處理為功率因數(shù)恒定的簡化PQ模型時不滿足半不變量法要求的節(jié)點注入量之間相互獨立的條件從而帶來的誤差較大的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種含風電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，可以有效減少常規(guī)的將風電場處理為功率因數(shù)恒定的簡化PQ模型時半不變量法求解帶來的誤差。技術方案:為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明米用的技術方案為一種含風電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，包括如下步驟:步驟1:計算風電場功率以及負荷功率的概率分布；
步驟2:用牛頓法進行含風電場電力系統(tǒng)確定性潮流的計算，求出靈敏度矩陣Stl ；步驟3:計算各節(jié)點注入向量的各階半不變量；步驟4:根據(jù)注入量的各階半不變量分別求解狀態(tài)變量的各階半不變量；步驟5:根據(jù)Gram-Charlier級數(shù)展開求解概率密度函數(shù)和累積分布函數(shù)。進一步的，所述步驟I包括:假設風速服從三參數(shù)的威布爾分布，則風速的分布函數(shù)Fweibull (V)為:
權利要求
1.一種含風電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，包括如下步驟: 步驟1:計算風電場功率以及負荷功率的概率分布； 步驟2:用牛頓法進行含風電場電力系統(tǒng)確定性潮流的計算，求出靈敏度矩陣Stl ； 步驟3:計算各節(jié)點注入向量的各階半不變量； 步驟4:根據(jù)注入量的各階半不變量分別求解狀態(tài)變量的各階半不變量； 步驟5:根據(jù)Gram-Charlier級數(shù)展開求解概率密度函數(shù)和累積分布函數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述一種含風電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，其特征在于，所述步驟I包括: 假設風速服從三參數(shù)的威布爾分布，則風速的分布函數(shù)Fw6ibull(V)為:
3.根據(jù)權利要求1所述一種含風電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，其特征在于，所述步驟2包括: 假設節(jié)點i連接有風電場，則與節(jié)點i對應的潮流方程為:
4.根據(jù)權利要求1所述一種含風電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，其特征在于，所述步驟3包括: 分別計算負荷功率數(shù)據(jù)Xp x2、…、xn的k階中心矩,并記作Pk,計算方法如下:
5.根據(jù)權利要求1所述一種含風電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，其特征在于，所述步驟4包括:根據(jù)下式，由注入量的各階半不變量求得狀態(tài)量Avf、的半不變量:
6.根據(jù)權利要求4所述一種含風電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，其特征在于，所述步驟5包括: 通過節(jié)點i的電壓幅值和相角的n階半不變量Av^和A0/n)，反推其各階中心距，其統(tǒng)一表達式為:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含風電場電力系統(tǒng)概率潮流的計算方法，包括如下步驟步驟1計算風電場功率以及負荷功率的概率分布；步驟2用牛頓法進行含風電場電力系統(tǒng)確定性潮流的計算，求出靈敏度矩陣S0；步驟3計算各節(jié)點注入向量的各階半不變量；步驟4根據(jù)注入量的各階半不變量分別求解狀態(tài)變量的各階半不變量；步驟5根據(jù)Gram-Charlier級數(shù)展開求解概率密度函數(shù)和累積分布函數(shù)。本發(fā)明可以有效減少常規(guī)的將風電場處理為功率因數(shù)恒定的簡化PQ模型時半不變量法求解帶來的誤差。
文檔編號G06F19/00GK103208798SQ20131010077
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權日2013年3月26日
發(fā)明者趙晉泉, 葉君玲, 鄧暉 申請人:河海大學