基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，根據(jù)接入配電網(wǎng)分布式電源類型與負(fù)荷特點，分別對其建立概率模型，考慮分布式電源出力與負(fù)荷需求的隨機性和波動性的情況下，基于蒙特卡洛法確定孤島邊界點，利用統(tǒng)計學(xué)原理生成初步孤島方案，通過對初步孤島方案安全性校驗與調(diào)整，給出最優(yōu)孤島劃分方案。為配電網(wǎng)故障后調(diào)度的工程應(yīng)用提供參考。相對于其他方法而言，劃分出的孤島是基于大量仿真試驗結(jié)果且能夠充分考慮到電源與負(fù)荷的不同匹配程度，從工程應(yīng)用角度便于進(jìn)行實際的現(xiàn)場操作，在保障事故后配電網(wǎng)供電可靠性的同時，更具有實際工程意義。
【專利說明】
基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 孤島運行是在配電網(wǎng)中引入分布式電源(DG)后出現(xiàn)的一種新運行方式，其中計劃 孤島運行是對配電網(wǎng)的運行方式有益的補充。根據(jù)功率平衡原則，在配電網(wǎng)發(fā)生故障時，充 分利用分布式電源供電能力，根據(jù)分布式電源的位置、容量，將配電網(wǎng)劃分為若干個子網(wǎng)， 以保證重要負(fù)荷安全運行。在這種情況下，配電系統(tǒng)的部分負(fù)荷由分布式電源進(jìn)行供電，包 含這部分負(fù)荷、分布式電源、儲能裝置以及控制系統(tǒng)的小型配電系統(tǒng)就稱為配電網(wǎng)中的電 力孤島，而這種運行方式我們稱為孤島運行。
[0003] 電力孤島供電方式是配電系統(tǒng)在引入分布式發(fā)電之后的一種新的運行方式，在這 種運行方式下，配電系統(tǒng)的部分負(fù)荷僅由DG供電，在配電系統(tǒng)因故障停運后，為了檢修人員 安全，不擴大故障范圍以達(dá)到快速恢復(fù)供電的目的。根據(jù)IEEE1547-2003相關(guān)規(guī)定，配電網(wǎng) 中所有的DG必須短時退出運行。由于DG具有單獨供電能力，故障隔離后可利用DG恢復(fù)部分 重要負(fù)荷供電，從而提高系統(tǒng)的供電可靠性，因此，隨著配電網(wǎng)內(nèi)分布式電源的滲透率的增 加，故障后電力孤島運行在實現(xiàn)智能電網(wǎng)可靠供電的目標(biāo)上將成為一種常態(tài)的運行方式。
[0004] 目前孤島劃分方法主要以恢復(fù)負(fù)荷總量最大為目標(biāo)，兼顧孤島建設(shè)經(jīng)濟性、供電 可靠性等因素，所采用的孤島劃分方法以描述孤島內(nèi)功率平衡為主體，但因目標(biāo)函數(shù)與約 束條件存在差異，所采取的求解算法也不相同，導(dǎo)致在求解結(jié)果上存在一定程度上的差異。 目前，配電網(wǎng)孤島劃分算法普遍以分布式電源為中心，向周圍負(fù)荷進(jìn)行供電，盡管考慮了分 布式電源的隨機性與間歇性，但對于負(fù)荷特性考慮甚少，且當(dāng)前的算法普遍是根據(jù)電源來 選擇供電負(fù)荷，不能夠依據(jù)負(fù)荷特性來充分消納分布式電源，提高能源利用率，擴大供電范 圍。
[0005] 上述問題是在配電網(wǎng)孤島劃分過程中應(yīng)當(dāng)予以考慮并解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，從電源與負(fù)荷 兩個角度出發(fā)，同時考慮電源與負(fù)荷的波動性，基于統(tǒng)計學(xué)理論，提出一種基于蒙特卡洛法 的配電網(wǎng)孤島劃分新方法來確定孤島范圍，提高能源利用率，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不能 夠依據(jù)負(fù)荷特性來充分消納分布式電源，提高能源利用率，擴大供電范圍的問題。
[0007] 本發(fā)明根據(jù)接入配電網(wǎng)分布式電源類型與負(fù)荷特點，分別對其建立概率模型，考 慮分布式電源出力與負(fù)荷需求的隨機性和波動性的情況下，基于蒙特卡洛法確定孤島邊界 點，利用統(tǒng)計學(xué)原理生成初步孤島方案，通過對初步孤島方案安全性校驗與調(diào)整，給出最優(yōu) 孤島劃分方案。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
[0009] -種基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，包括：
[0010] 步驟1:確定進(jìn)行配電網(wǎng)孤島劃分的可行區(qū)域，其中，配電網(wǎng)是含有分布式電源的 配電網(wǎng)；
[0011] 步驟2:根據(jù)配電網(wǎng)中接入的分布式電源類型建立電源出力的概率模型；
[0012] 步驟3:根據(jù)配電網(wǎng)中的負(fù)荷特點建立負(fù)荷需求的概率模型；
[0013] 步驟4:考慮分布式電源與負(fù)荷波動性，利用蒙特卡洛法模擬獲得的電源和負(fù)荷數(shù) 據(jù)確定孤島邊界點；
[0014] 步驟5:根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理，對模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，確定孤島范圍，形成初步孤 島；
[0015] 步驟6:對劃分出的初步孤島進(jìn)行電力潮流計算，評估孤島安全性;若孤島不安全， 則對不安全的孤島進(jìn)行修正，直至孤島相對安全;若孤島相對安全，進(jìn)行下一步驟；
[0016] 步驟7:對孤島進(jìn)行調(diào)整、合并，形成最優(yōu)孤島；以故障消除后易于系統(tǒng)恢復(fù)為原 貝1J，考慮孤島邊界的情況下，進(jìn)行孤島調(diào)整，形成孤島數(shù)最少的最優(yōu)孤島。
[0017] 當(dāng)前接入配電網(wǎng)的分布式電源有多種，主要包括風(fēng)電、光伏、燃?xì)廨啓C等，但就國 內(nèi)情況而言，主要以風(fēng)電與光伏為主，其出力受自然氣候、位置的影響，具有很強的隨機性 與間歇性，目前的很多研究將分布式電源假定為恒定出力，其規(guī)劃結(jié)果是不準(zhǔn)確的，只有充 分考慮分布式電源的隨機性與時序性，建立合理、直觀的分布式電源出力模型才能實現(xiàn)分 布式電源最優(yōu)并入配電網(wǎng)并在故障情況下進(jìn)行孤島運行。本發(fā)明以風(fēng)電與光伏為例，在考 慮時序性的前提下建立概率模型，具體如下：
[0018] 進(jìn)一步地，步驟2中，以風(fēng)力發(fā)電建立分布式電源出力的概率模型：
[0019]風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)速概率密度函數(shù)如下：
[0021]式中，k為形狀參數(shù);c為尺度參數(shù);形狀參數(shù)和尺度參數(shù)的值根據(jù)實測風(fēng)速歷史數(shù) 據(jù)，采用最小二乘法辨識，計算如下：
[0024] 其中，y為平均風(fēng)速，0為風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)差，r為伽馬函數(shù)；
[0025] 風(fēng)電機組的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系近似線性化，其關(guān)系如下： 0, 0 < v < V P = ^ - V". ) / (V,. - V" )，V". < V S vr g , n. < v < v 、 0, d…
[0027] 式中，Vci為切入風(fēng)速，Vc。為切出風(fēng)速，Vr為額定風(fēng)速，Pr為發(fā)電機組額定輸出功率；
[0028] 進(jìn)一步地，步驟2中，以光伏發(fā)電建立分布式電源出力的概率模型：
[0029] 光伏電源的光照強度的概率密度分布函數(shù)為
[0031]式中，r為伽馬函數(shù)，r與rmax分別為光照大小與最大光照大小，a與0為形狀參數(shù)，根 據(jù)一段時間內(nèi)光照強度大小的平均值y與方差cH十算得到：
[0034]光伏電源輸出功率表示為：
[0035] Pv=r ? A ? n
[0036] 式中，Pv為光伏電源的輸出功率，A為安裝面積，n為組件轉(zhuǎn)換效率。
[0037] 4、如權(quán)利要求1所述的基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，其特征在于:步驟 3中，配電網(wǎng)中的負(fù)荷的概率密度函數(shù)為：
[0039] 式中，巧為均值，〇為方差。
[0040] 進(jìn)一步地，步驟4具體為，首先根據(jù)分布式電源的出力概率密度函數(shù)，利用蒙特卡 洛法模擬分布式電源出力，確定某時段分布式電源出力;其次根據(jù)負(fù)荷概率密度函數(shù)，確定 負(fù)荷隨機變量;最后對含分布式電源的配電網(wǎng)進(jìn)行潮流計算，確定各支路電壓穩(wěn)定裕度，通 過對各支路電壓穩(wěn)定裕度的分析與篩選，確定初步孤島邊界點。
[0041] 進(jìn)一步地，確定各支路電壓穩(wěn)定裕度中，支路aij的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)Kij為：
[0043]其中，Pj為節(jié)點j的注入有功功率，Qj為節(jié)點j的注入無功功率，Ui為節(jié)點i的電壓幅 值，Rij和Xij分別為支路aij的電阻和電抗。
[0044] 進(jìn)一步地，步驟6中，進(jìn)行孤島安全性評估時，包括孤島功率平衡約束、電壓約束和 線路過載約束。
[0045] 進(jìn)一步地，孤島功率平衡約束具體為：
[0046] F=U^lIi(GiicosS;. + B^\nSii) 戶1
[0047] S=^Z^(G,/sin^/-^sin^) /=1
[0048] 其中，Pi為節(jié)點i的注入有功功率，Qi為節(jié)點i的注入無功功率，Ui為節(jié)點i的電壓幅 值，Uj為節(jié)點j的電壓幅值，Gij和Bij為分別為節(jié)點導(dǎo)納矩陣元素 Yij的實部和虛部，Sij為節(jié)點 i與節(jié)點j之間電壓相位之差。
[0049] 進(jìn)一步地，電壓約束具體為：
[0050] Uimin<Ui<Uimax
[0051]其中，Uimin為節(jié)點i電壓幅值的最小值，Uimax為節(jié)點i電壓幅值的最大值；
[0052] 進(jìn)一步地，線路過載約束：
[0053] Sij^sSijmax
[0054]其中，Sij為線路流過實際容量;Sijmax為線路允許流過最大容量。
[0055]本發(fā)明的有益效果是:該種基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，針對接入配 電網(wǎng)中的分布式電源與負(fù)荷，考慮電源與負(fù)荷的時序性，采用劃時段的方法，對接入的分布 式電源與負(fù)荷進(jìn)行概率建模，利用蒙特卡洛法確定初步孤島邊界點，基于統(tǒng)計學(xué)理論，確定 孤島邊范圍。最后通過對孤島進(jìn)行校驗與調(diào)整，給出最優(yōu)孤島劃分方案。本發(fā)明充分考慮了 負(fù)荷與電源的時序性，基于大量的模擬試驗，基于蒙特卡洛法確定的初步孤島邊界點，利用 統(tǒng)計學(xué)原理確定孤島范圍，劃分出來的孤島能夠充分消納分布式電源的功率，在避免浪費 的同時，提高了供電可靠性，擴大了供電范圍，具有實際的工程意義。
【附圖說明】
[0056]圖1是實施例中IEEE-33節(jié)點配電系統(tǒng)示意圖。
[0057]圖2是本發(fā)明實施例基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分新方法的流程示意圖。 [0058]圖3是實施例中風(fēng)機輸出功率與風(fēng)速線性關(guān)系示意圖。
[0059] 圖4是實施例中支路靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度示意圖。
【具體實施方式】
[0060] 下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0061 ] 實施例
[0062] 實施例的基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，以供電范圍最大為目標(biāo)，綜合 考慮了分布式電源的隨機性、間歇性與時序性以及負(fù)荷的時序特性，分別對接入配電網(wǎng)的 分布式電源出力與負(fù)荷需求進(jìn)行概率建模，利用蒙特卡洛法確定初步孤島邊界點，基于統(tǒng) 計學(xué)理論，確定孤島范圍，結(jié)合電力潮流計算，考慮孤島內(nèi)功率平衡、節(jié)點電壓不越限、線路 不過載等約束條件，對劃分的孤島進(jìn)行安全性評估;最后通過對安全的孤島調(diào)整使孤島總 數(shù)最少以達(dá)到故障消除后易于配電網(wǎng)恢復(fù)的目的，并最終給出了最優(yōu)孤島劃分方案。
[0063] 實施例采用IEEE-33節(jié)點配電系統(tǒng)為算例，說明實施例的實用性，如圖1所示，具體 的孤島劃分流程圖參閱圖2所示：
[0064] 步驟1、確定配電網(wǎng)孤島劃分區(qū)域，即當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生最嚴(yán)重故障(配電變壓器故障） 時，以配電變壓器為根節(jié)點，向下包含所有饋線的區(qū)域均為待劃分區(qū)域，包括了風(fēng)電、光伏 燃?xì)廨啓C等分布式電源，電動汽車、儲能裝置等移動電源以及由部分分布式電源組成的虛 擬發(fā)電廠（Virtual Power Plant，VPP)〇
[0065] 步驟2、對接入配電網(wǎng)中的分布式電源進(jìn)行概率建模，為便于研究，僅對風(fēng)電與光 伏進(jìn)行建模，其概率模型如下所示：
[0066]風(fēng)力發(fā)電機:風(fēng)力發(fā)電機組的輸出功率主要受風(fēng)速影響，在一定時間內(nèi)風(fēng)速近似 服從兩參數(shù)威布爾(Weibull)分布，其風(fēng)速概率密度函數(shù)如下：
[0068]式中，k為形狀參數(shù);c為尺度參數(shù);其值可以根據(jù)實測風(fēng)速歷史數(shù)據(jù)，采用最小二 乘法辨識，計算如下：
[0071] 其中y為平均風(fēng)速，0為風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)差，r為伽馬函數(shù)；
[0072] 為了便于研究，風(fēng)電機組的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系可以近似線性化，其關(guān)系如下： ^ 0, 0 < V < V(; r〇^〇1 " 巧（V - v".) / (V,. - )，vc,. < V S
[0073] P = < " ^ < V < V ,〇 、 〇, V > V v>
[0074] 式中Vcd為切入風(fēng)速;V。。為切出風(fēng)速;Vr為額定風(fēng)速;Pr為發(fā)電機組額定輸出功率；
[0075] 參閱圖3所示，風(fēng)機輸出功率與風(fēng)速線性關(guān)系圖。
[0076] 光伏電池板:光伏電源的輸出功率主要由該地區(qū)的光照強度決定，經(jīng)統(tǒng)計，光照強 度一般服從Beta分布，其概率密度分布函數(shù)為
[0078]式中，r為伽馬函數(shù)，i^rmax分別為光照大小與最大光照大小，a與0為形狀參數(shù)，可 根據(jù)一段時間內(nèi)光照強度大小的平均值y與方差cH十算得到：
[0081] 光伏電源輸出功率主要受太陽的輻射強度、逆變器的轉(zhuǎn)換效率以及溫度的影響， 其輸出功率關(guān)系可表示為：
[0082] Pv=r ? A ? n
[0083] 式中，Pv為光伏電源的輸出功率，A為安裝面積，n為組件轉(zhuǎn)換效率。
[0084] 步驟3、考慮配電網(wǎng)中的負(fù)荷主要為民用/商業(yè)負(fù)荷與工業(yè)負(fù)荷，且配電網(wǎng)中的負(fù) 荷隨機變量都服從正態(tài)分布，其概率模型如下：
[0085] 負(fù)荷概率密度函數(shù)：
[0087] 式中，巧為均值，〇為方差。
[0088]電力負(fù)荷是指系統(tǒng)中所有電力用戶的用電設(shè)備所消耗的電功率總和。負(fù)荷是電力 系統(tǒng)的重要組成部分，是電力系統(tǒng)四大元件(發(fā)電機、勵磁系統(tǒng)、原動機調(diào)速系統(tǒng)和負(fù)荷)之 一，其數(shù)學(xué)模型對電力系統(tǒng)規(guī)劃、運行和控制等許多問題都有影響，尤其對電力系統(tǒng)動態(tài)行 為的影響最為明顯，不恰當(dāng)?shù)呢?fù)荷模型會使得結(jié)果與實際情況不一致，從而造成系統(tǒng)潛在 的危險或者造成不必要的浪費。因此，基于上述情況，針對接入配電網(wǎng)的負(fù)荷都服從正態(tài)分 布的特點，建立上述概率模型，
[0089] 步驟4、考慮分布式電源與負(fù)荷波動性，利用蒙特卡洛法模擬獲得的電源和負(fù)荷數(shù) 據(jù)確定孤島邊界點。具體為:首先根據(jù)分布式電源的出力概率密度函數(shù)，利用蒙特卡洛法模 擬分布式電源出力，確定某時段分布式電源出力;其次根據(jù)負(fù)荷概率密度函數(shù)，確定負(fù)荷隨 機變量;最后對含分布式電源的配電網(wǎng)進(jìn)行潮流計算，確定各支路電壓穩(wěn)定裕度，通過對各 支路電壓穩(wěn)定裕度的分析與篩選，確定初步孤島邊界點。
[0090] 根據(jù)建立好的分布式電源與負(fù)荷的概率模型，重點研究一年中的氣象條件及負(fù)荷 需求變化最劇烈的兩個季節(jié)，夏季與冬季，將每一天具體分為4個時段，每個時段進(jìn)行100次 抽樣試驗，這樣，每一天就有400個數(shù)據(jù)生成，考慮每個月有30天，每個季節(jié)就有36000 (400* 30*3)個數(shù)據(jù)生成，全年就有72000數(shù)據(jù)生成。
[0091]根據(jù)得到的分布式電源與負(fù)荷的時序數(shù)據(jù)，對含分布式電源的配電網(wǎng)進(jìn)行潮流計 算，確定網(wǎng)絡(luò)功率分布與電壓分布。
[0092] 參閱圖4所示，支路靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度示意圖。
[0093] 定義支路的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)為：
[0095] 步驟5、基于潮流計算結(jié)果，確定各支路電壓穩(wěn)定裕度，通過對各支路電壓穩(wěn)定裕 度的分析與篩選，確定初步孤島邊界點，利用統(tǒng)計學(xué)原理，確定孤島范圍，形成初步孤島。
[0096] 步驟6、對初步孤島進(jìn)行安全性評估;通過對電力孤島進(jìn)行含分布式電源的潮流計 算，評估其安全性，其指標(biāo)包括以下幾個方面：
[0097] 孤島功率平衡約束： ..N-
[0098] Pi=Ul'YdUj(G.. cosS/J + By sin6^) 7=1
[0099] a = U^U^, sinS, -Bif sinS(f)
[0100] 其中，Pi為節(jié)點i的注入有功功率，Qi為節(jié)點i的注入無功功率，Ui為節(jié)點i的電壓幅 值，山為節(jié)點j的電壓幅值，為節(jié)點i與節(jié)點j之間的電導(dǎo)，為節(jié)點i與節(jié)點j之間的電納， k為節(jié)點i與節(jié)點j之間電壓相位之差。
[0101]節(jié)點電壓約束：
[0102] Uimin<Ui<Uimax
[0103] 其中，Uimin為節(jié)點i電壓幅值的最小值，Uimax為節(jié)點i電壓幅值的最大值。
[0104] 線路過載約束：
[0105] Sij<Sijmax
[0106] 其中，Sij為線路流過實際容量;Sijmax為線路允許流過最大容量。
[0107] 若孤島不安全，則對不安全的孤島采取合理的修正方案，如削減非重要負(fù)荷、增設(shè) 分布式電源或?qū)σ恍┴?fù)荷劃入電源優(yōu)先級最較低的電源所在的孤島內(nèi)等方法，使孤島處于 一種穩(wěn)定安全的狀態(tài)。
[0108] 若孤島相對安全，在保證孤島穩(wěn)定性與安全性的前提下，以故障消除后易于系統(tǒng) 恢復(fù)為原則，進(jìn)行孤島調(diào)整，使孤島總數(shù)最少，提高孤島穩(wěn)定性。
[0109] 步驟7、對孤島進(jìn)行調(diào)整、合并，形成最優(yōu)孤島；以故障消除后易于系統(tǒng)恢復(fù)為原 貝1J，考慮孤島邊界的情況下，采取一種有效方案進(jìn)行孤島調(diào)整，在保證孤島安全性以及穩(wěn)定 性的如提下，使孤島數(shù)最少以提尚孤島穩(wěn)定性。
[0110] 實施例的基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，針對當(dāng)前對含分布式電源的配 電網(wǎng)故障后運行方式未能充分發(fā)揮分布式電源供電優(yōu)勢的問題，實施例從電源出力與負(fù)荷 需求的隨機性和波動性出發(fā)，同時考慮了電源與負(fù)荷的時序特性，對接入的分布式電源出 力與負(fù)荷需求進(jìn)行概率建模;基于蒙特卡洛法，以概率的形式確定初步孤島邊界點，利用統(tǒng) 計學(xué)原理確定孤島范圍，最后通過對孤島進(jìn)行校驗，給出最優(yōu)孤島劃分方案，為配電網(wǎng)故障 后調(diào)度的工程應(yīng)用提供參考。相對于其他方法而言，劃分出來孤島是基于大量仿真試驗結(jié) 果且能夠充分考慮到電源與負(fù)荷的不同匹配程度，從工程應(yīng)用角度便于進(jìn)行實際的現(xiàn)場操 作，在保障事故后配電網(wǎng)供電可靠性的同時，更具有實際工程意義。
【主權(quán)項】
1. 一種基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，其特征在于，包括： 步驟1:確定進(jìn)行配電網(wǎng)孤島劃分的可行區(qū)域，其中，配電網(wǎng)是含有分布式電源的配電 網(wǎng)； 步驟2:根據(jù)配電網(wǎng)中接入的分布式電源類型建立電源出力的概率模型； 步驟3:根據(jù)配電網(wǎng)中的負(fù)荷特點建立負(fù)荷需求的概率模型； 步驟4:考慮分布式電源與負(fù)荷波動性，利用蒙特卡洛法模擬獲得的電源和負(fù)荷數(shù)據(jù)確 定孤島邊界點； 步驟5:根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理，對模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，確定孤島范圍，形成初步孤島； 步驟6:對劃分出的初步孤島進(jìn)行電力潮流計算，評估孤島安全性;若孤島不安全，則對 不安全的孤島進(jìn)行修正，直至孤島相對安全;若孤島相對安全，進(jìn)行下一步驟； 步驟7:對孤島進(jìn)行調(diào)整、合并，形成最優(yōu)孤島；以故障消除后易于系統(tǒng)恢復(fù)為原則，考 慮孤島邊界的情況下，進(jìn)行孤島調(diào)整，形成孤島數(shù)最少的最優(yōu)孤島。2. 如權(quán)利要求1所述的基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，其特征在于，步驟2中， 以風(fēng)力發(fā)電建立分布式電源出力的概率模型： 風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)速概率密度函數(shù)如下：式中，k為形狀參數(shù);c為尺度參數(shù);形狀參數(shù)和尺度參數(shù)的值根據(jù)實測風(fēng)速歷史數(shù)據(jù)， 采用最小二乘法辨識，計算如下：其中，μ為平均風(fēng)速，σ為風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)差，Γ為伽馬函數(shù)； 風(fēng)電機組的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系近似線性化，其關(guān)系如下：式中，Vcd為切入風(fēng)速，V。。為切出風(fēng)速，Vr為額定風(fēng)速，Pr為發(fā)電機組額定輸出功率。3. 如權(quán)利要求1所述的基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，其特征在于，步驟2中， 以光伏發(fā)電建立分布式電源出力的概率模型： 光伏電源的光照強度的概率密度分布函數(shù)為式中，Γ為伽馬函數(shù)，r與rmax分別為光照大小與最大光照大小，α與β為形狀參數(shù)，根據(jù)一 段時間內(nèi)光照強度大小的平均值μ與方差σ計算得到：光伏電源輸出功率表不為： Pv = r · A · η 式中，Ρν為光伏電源的輸出功率，Α為安裝面積，n為組件轉(zhuǎn)換效率。4. 如權(quán)利要求1所述的基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，其特征在于:步驟3中， 配電網(wǎng)中的負(fù)荷的概率密度函數(shù)為：式中，4為均值，。為方差。5. 如權(quán)利要求1-4任一項所述的基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，其特征在于， 步驟4具體為，首先根據(jù)分布式電源的出力概率密度函數(shù)，利用蒙特卡洛法模擬分布式電源 出力，確定某時段分布式電源出力；其次根據(jù)負(fù)荷概率密度函數(shù)，確定負(fù)荷隨機變量;最后 對含分布式電源的配電網(wǎng)進(jìn)行潮流計算，確定各支路電壓穩(wěn)定裕度，通過對各支路電壓穩(wěn) 定裕度的分析與篩選，確定初步孤島邊界點。6. 如權(quán)利要求5所述的基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，其特征在于，確定各支 路電壓穩(wěn)定裕度中，支路aij的靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)Kij為：其中，Pj為節(jié)點j的注入有功功率，Qj為節(jié)點j的注入無功功率，Ui為節(jié)點i的電壓幅值， Rij和Xij分別為支路aij的電阻和電抗。7. 如權(quán)利要求1-5任一項所述的基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，其特征在于， 步驟6中，進(jìn)行孤島安全性評估時，包括孤島功率平衡約束、電壓約束和線路過載約束。8. 如權(quán)利要求7所述的基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，其特征在于，孤島功率 平衡約束具體為：其中，Pi為節(jié)點i的注入有功功率，Qi為節(jié)點i的注入無功功率，Ui為節(jié)點i的電壓幅值，Uj 為節(jié)點j的電壓幅值，Gij和Bij為分別為節(jié)點導(dǎo)納矩陣元素 Yij的實部和虛部，為節(jié)點i與節(jié) 點j之間電壓相位之差。9. 如權(quán)利要求7所述的基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，其特征在于，電壓約束 具體為： Ui min<iUi<iUi max 其中，Ui min為節(jié)點i電壓幅值的最小值，Ui max為節(jié)點i電壓幅值的最大值。10.如權(quán)利要求7所述的基于蒙特卡洛法的配電網(wǎng)孤島劃分方法，其特征在于，線路過 載約束： Si j ^ Sij max 其中，Sij為線路流過實際容量;Sij max為線路允許流過最大容量。
【文檔編號】H02J3/38GK105958538SQ201610410134
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】李軍, 顏輝, 張仰飛, 郝思鵬, 張玉瓊
【申請人】南京工程學(xué)院