本發(fā)明涉及一種考慮了配電網(wǎng)側(cè)隨機(jī)性對輸電網(wǎng)側(cè)的影響、基于配電網(wǎng)等值的輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃方法。
背景技術(shù):
電網(wǎng)規(guī)劃(即輸電網(wǎng)規(guī)劃)是電力系統(tǒng)規(guī)劃的重要組成部分,其工作是根據(jù)規(guī)劃期間的負(fù)荷增長及電源規(guī)劃方案確定最佳的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以滿足經(jīng)濟(jì)可靠地輸送電力的需求。由于傳統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)是“無源”的受端網(wǎng)絡(luò),在以往的電網(wǎng)規(guī)劃中,通常不考慮配電網(wǎng)側(cè)的隨機(jī)性和不確定性對輸電網(wǎng)側(cè)的影響。特別是,隨著可再生能源的迅猛發(fā)展,配電網(wǎng)已從原有的“無源”網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝性础本W(wǎng)絡(luò),其線路潮流也發(fā)生了較大的改變,且可再生能源出力具有隨機(jī)性和不確定性,使得配電網(wǎng)側(cè)對輸電網(wǎng)側(cè)的影響成為電網(wǎng)規(guī)劃時不可忽視的因素。隨著可再生能源在電網(wǎng)中的占比越來越高,在電網(wǎng)規(guī)劃中仍將配電網(wǎng)視為確定性的單一負(fù)荷模型在未來不確定環(huán)境下很可能存在嚴(yán)重的安全隱患,一旦發(fā)生事故后將導(dǎo)致大量的補(bǔ)償投資費(fèi)用。
因此,亟需提出一種考慮配電網(wǎng)側(cè)隨機(jī)性對輸電網(wǎng)側(cè)的影響的輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃方法,以滿足未來電網(wǎng)規(guī)劃的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種基于配電網(wǎng)等值的輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃方法。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
1)建立基于通用停運(yùn)表的配電網(wǎng)等值模型;
2)在輸電網(wǎng)側(cè)采用解析法或者模擬法進(jìn)行概率潮流計(jì)算,概率潮流計(jì)算中,根據(jù)配電網(wǎng)等值模型將對應(yīng)配電網(wǎng)等效為該概率潮流計(jì)算中計(jì)及的輸入變量或隨機(jī)因素;
3)根據(jù)概率潮流計(jì)算結(jié)果,獲取所需要的輸電網(wǎng)規(guī)劃評價指標(biāo),根據(jù)所述評價指標(biāo)對電網(wǎng)規(guī)劃方案進(jìn)行評估。
所述步驟1)具體包括以下步驟:根據(jù)配電網(wǎng)側(cè)可再生能源的出力特性曲線以及負(fù)荷的功率需求曲線,計(jì)算配電網(wǎng)側(cè)的停運(yùn)容量以及對應(yīng)的概率分布,得到配電網(wǎng)等值模型。
所述配電網(wǎng)等值模型包括根據(jù)離散化停運(yùn)容量分布確定的等值后的配電網(wǎng)停運(yùn)容量
其中,i=0,1,…,n,n+1為所述等值后的配電網(wǎng)停運(yùn)容量的狀態(tài)個數(shù),
所述解析法在概率潮流計(jì)算中的流程包括以下步驟:根據(jù)配電網(wǎng)等值模型中停運(yùn)容量的概率分布以及輸電網(wǎng)側(cè)發(fā)電機(jī)組的概率特征,計(jì)算節(jié)點(diǎn)注入功率的各階中心矩。
所述解析法在概率潮流計(jì)算中的流程還包括以下步驟:
2.1.1)根據(jù)節(jié)點(diǎn)注入功率的各階中心矩以及半不變量和中心矩之間的關(guān)系計(jì)算節(jié)點(diǎn)注入功率的對應(yīng)階半不變量;
2.1.2)根據(jù)節(jié)點(diǎn)注入功率的各階半不變量計(jì)算節(jié)點(diǎn)狀態(tài)變量的半不變量以及線路狀態(tài)變量的半不變量;
2.1.3)根據(jù)步驟2.1.2)中獲得的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)變量的半不變量和線路狀態(tài)變量的半不變量,對各半不變量服從的分布進(jìn)行g(shù)ram-charlier級數(shù)展開,然后獲取各狀態(tài)變量的概率密度函數(shù)以及概率分布函數(shù)。
所述模擬法在概率潮流計(jì)算中的流程包括以下步驟:對配電網(wǎng)側(cè)停運(yùn)容量以及輸電網(wǎng)側(cè)的隨機(jī)因素進(jìn)行抽樣,完成一次抽樣就得到一個電網(wǎng)規(guī)劃場景。
所述模擬法在概率潮流計(jì)算中的流程還包括以下步驟:
2.2.1)對得到的所有電網(wǎng)規(guī)劃場景進(jìn)行確定性的潮流計(jì)算,每完成一次確定性的潮流計(jì)算就得到狀態(tài)量概率分布中的一個樣本點(diǎn);
2.2.2)根據(jù)獲取的所有樣本點(diǎn)對狀態(tài)量的概率密度函數(shù)進(jìn)行擬合,進(jìn)而獲取狀態(tài)量的概率分布情況。
所述評價指標(biāo)選自安全性、可靠性或經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。
本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
本發(fā)明建立了基于通用停運(yùn)表的配電網(wǎng)等值模型,可將配電網(wǎng)中隨機(jī)因素的隨機(jī)特性轉(zhuǎn)換為概率分布,能夠較好的反映其對輸電網(wǎng)側(cè)出力特性的影響。另外,該等值模型能夠同時適用于解析法與模擬法的概率潮流計(jì)算。基于該配電網(wǎng)等值模型,可將配電網(wǎng)與輸電網(wǎng)結(jié)合,能夠?qū)崿F(xiàn)輸配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃,該方法對未來電網(wǎng)規(guī)劃方案的制定具有一定的指導(dǎo)作用。
進(jìn)一步的,本發(fā)明所述配電網(wǎng)等值模型的建立基礎(chǔ)是離散化容量分布及其概率分布,可以通過將配電網(wǎng)側(cè)的各個不確定或隨機(jī)因素通過常規(guī)數(shù)學(xué)方法(例如卷積)形成配電側(cè)通用停用表,從而簡化配電網(wǎng)等值模型的建立。
附圖說明
圖1為基于配電網(wǎng)等值的輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。所述實(shí)施例是對本發(fā)明的解釋,而非限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖1所示,本發(fā)明提出了一種基于配電網(wǎng)等值的輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃方法,具體步驟如下:
第一步,根據(jù)配電網(wǎng)側(cè)可再生能源的出力特性曲線以及負(fù)荷的功率需求曲線,可獲得配電網(wǎng)側(cè)可再生能源和負(fù)荷各自的離散化停運(yùn)容量分布以及對應(yīng)的確切概率和累積概率;根據(jù)選定的步長,對配電網(wǎng)中可再生能源的出力特性曲線及負(fù)荷的功率需求曲線分別進(jìn)行離散化,統(tǒng)計(jì)離散化后可再生能源各個出力狀態(tài)及負(fù)荷各個功率需求狀態(tài)的出現(xiàn)時間,通過計(jì)算各個狀態(tài)出現(xiàn)時間與總時間的比重,確定離散化后可再生能源各個出力狀態(tài)和負(fù)荷各個功率需求狀態(tài)的確切概率和累積概率,根據(jù)離散化后的各出力及功率需求狀態(tài),以及對應(yīng)的確切概率和累積概率建立可再生能源和負(fù)荷各自的停運(yùn)表。
將可再生能源及負(fù)荷各自停運(yùn)表逐個卷積,由此可建立如表1所示的配電網(wǎng)通用停運(yùn)表模型,即配電網(wǎng)等值模型:
表1.基于通用停運(yùn)表的配電網(wǎng)等值模型
i=0,1,…,n,
pi*為累積概率,它表示配電網(wǎng)停運(yùn)容量大于等于
pi為確切概率,即停運(yùn)容量等于
所述卷積過程舉例如下:
其中,na+1為a停運(yùn)表的停運(yùn)容量狀態(tài)個數(shù),nb+1為b停運(yùn)表的停運(yùn)容量狀態(tài)個數(shù),
配電網(wǎng)通用停運(yùn)表中,停運(yùn)容量
第二步,針對某電網(wǎng)規(guī)劃方案,以所建立的各配電網(wǎng)的通用停運(yùn)表模型為基礎(chǔ),在輸電網(wǎng)側(cè)可采用解析法或模擬法進(jìn)行概率潮流計(jì)算。
其中,解析法(例如半不變量法)在概率潮流計(jì)算中的流程如下所示:
1)根據(jù)配電網(wǎng)通用停運(yùn)表中停運(yùn)容量的概率分布以及輸電網(wǎng)側(cè)發(fā)電機(jī)組的概率特征,計(jì)算節(jié)點(diǎn)注入功率的各階中心矩(一般計(jì)算至七階可滿足精度要求);
2)根據(jù)節(jié)點(diǎn)注入功率的各階中心矩以及半不變量和中心矩之間的關(guān)系計(jì)算注入功率的對應(yīng)階半不變量;
3)根據(jù)節(jié)點(diǎn)注入功率的各階半不變量以及靈敏度矩陣和轉(zhuǎn)移矩陣計(jì)算節(jié)點(diǎn)狀態(tài)變量的半不變量以及線路狀態(tài)變量的半不變量;
4)根據(jù)狀態(tài)變量的半不變量對其服從的分布進(jìn)行g(shù)ram-charlier級數(shù)展開,之后進(jìn)行平移和拉伸操作獲取狀態(tài)變量的概率密度以及概率分布函數(shù)。
其中,模擬法(例如,蒙特卡羅模擬法)在概率潮流計(jì)算中的流程如下所示:
1)根據(jù)配電網(wǎng)的通用停運(yùn)表,對配電網(wǎng)的停運(yùn)容量進(jìn)行抽樣,對所有配電網(wǎng)的停運(yùn)表完成一次抽樣就得到一個電網(wǎng)規(guī)劃場景;
2)對電網(wǎng)規(guī)劃場景進(jìn)行確定性的潮流計(jì)算,每完成一次確定性的潮流計(jì)算便可以獲取狀態(tài)量概率分布中的一個樣本點(diǎn);
3)根據(jù)獲取的多個樣本點(diǎn)對狀態(tài)量的概率函數(shù)進(jìn)行擬合,獲取節(jié)點(diǎn)電壓、支路功率等狀態(tài)量的概率分布情況。
第三步,通過概率潮流計(jì)算可獲取電網(wǎng)規(guī)劃中常用的安全性、可靠性以及經(jīng)濟(jì)性等評價指標(biāo),如“n-1”校驗(yàn)(安全性)、如電量不足期望值、供電可靠率(可靠性)、如建設(shè)經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性(經(jīng)濟(jì)性)指標(biāo),以便對電網(wǎng)規(guī)劃方案進(jìn)行評估。具體的評價指標(biāo)獲取以及評價過程可參考文獻(xiàn)中所述的方法。例如“崔艷妍.電網(wǎng)規(guī)劃綜合評價方法研究與應(yīng)用[d].天津大學(xué).2008.”。