結(jié)合拉丁超立方抽樣的雙向迭代并行概率潮流計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域，具體設(shè)及一種結(jié)合拉了超立方抽樣的雙向迭代并 行概率潮流計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 新能源發(fā)電如風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電由于其發(fā)電技術(shù)的日益成熟和巨大的環(huán)境效應(yīng) 逐漸受到關(guān)注，但由于其本身的隨機(jī)性，若大量接入電網(wǎng)，將加劇電網(wǎng)的不確定性，給電網(wǎng) 的安全運(yùn)行帶來風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)的確定性潮流計(jì)算方法只能反映電力系統(tǒng)在某種確定工況下的 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀況，不能用于計(jì)及不確定性因素場景的分析，而概率潮流計(jì)算方法是解決該一 問題的有效工具。
[0003]概率潮流計(jì)算方法最先是由Borkowska在1974年提出的，概率潮流計(jì)算實(shí)質(zhì)是求 解含有隨機(jī)參數(shù)的潮流方程。其中，輸入隨機(jī)變量為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)注入的有功和無功功 率（其不確定性來源于負(fù)荷的波動、可再生能源發(fā)電出力的波動和發(fā)電機(jī)的停運(yùn)）。輸出隨 機(jī)變量包括狀態(tài)輸出隨機(jī)變量（即節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角）和支路潮流。解概率潮流方程的 過程就是根據(jù)輸入隨機(jī)變量的期望值、方差或概率分布來確定輸出隨機(jī)變量的期望值、方 差或概率分布。
[0004]目前，概率潮流計(jì)算方法大致分為點(diǎn)估計(jì)法、解析法W及模擬法。點(diǎn)估計(jì)法是一種 近似的求解方法，雖然速度快，輸出變量的期望和方差精度高，但輸出變量的高階矩誤差較 大且難W得到輸出變量的概率分布；解析法包括快速傅里葉變換法、半不變量法和一次二 階矩法，雖然計(jì)算速度快，但精度沒有模擬法高，模擬法的代表是蒙特卡羅模擬法，傳統(tǒng)的 蒙特卡羅模擬法利用隨機(jī)抽樣技術(shù)抽取輸入變量的樣本，進(jìn)行多次確定性潮流計(jì)算后從而 得到輸出變量的概率分布，精度很高，但耗時(shí)相當(dāng)長。
[0005]因此，如何在保證計(jì)算精度的同時(shí)提高計(jì)算速度，是目前概率潮流計(jì)算方法所需 解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的；提供一種結(jié)合拉了超立方抽樣的雙向迭代并行概率潮流計(jì)算方法，W解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。
[0007]技術(shù)方案；一種結(jié)合拉了超立方抽樣的雙向迭代并行概率潮流計(jì)算方法，包括如 下步驟：
[0008]步驟1、根據(jù)新能源發(fā)電功率變量的累積分布函數(shù)，利用拉了超立方抽樣法對新能 源發(fā)電功率變量進(jìn)行抽樣，建立新能源發(fā)電功率變量的樣本矩陣；
[0009]步驟2、針對電網(wǎng)可分區(qū)的特點(diǎn)，利用支路切割及節(jié)點(diǎn)撕裂法將電網(wǎng)濃縮成網(wǎng)格， 建立雙向迭代并行潮流計(jì)算模型；
[0010]步驟3、將所述新能源發(fā)電功率變量的樣本矩陣作為雙向迭代并行潮流計(jì)算模型 的輸入量進(jìn)行概率潮流計(jì)算，得到輸出變量的離散結(jié)果，利用核密度估計(jì)對輸出變量的離 散結(jié)果進(jìn)行擬合，得到輸出變量的概率密度函數(shù)。
[0011] 在進(jìn)一步的實(shí)施例中，步驟1中建立新能源發(fā)電功率變量的樣本矩陣的過程進(jìn)一 步為：
[0012] 步驟1. 1、根據(jù)新能源發(fā)電功率變量的累積分布函數(shù)對新能源發(fā)電功率變量進(jìn)行 分層；
[0013] 步驟1. 2、在分層后的每個(gè)子區(qū)間選擇中點(diǎn)或者隨機(jī)取一個(gè)點(diǎn)作為樣本點(diǎn)；
[0014] 步驟1. 3、將樣本點(diǎn)進(jìn)行排序，建立新能源發(fā)電功率變量的樣本矩陣。
[0015] 所述步驟3進(jìn)一步為：
[0016] 步驟3. 1、將所述新能源發(fā)電功率變量的樣本矩陣作為所述雙向迭代并行潮流計(jì) 算模型的輸入量進(jìn)行循環(huán)計(jì)算，每次循環(huán)計(jì)算提取新能源發(fā)電功率變量樣本矩陣的某一列 向量作為輸入量；
[0017] 步驟3. 2、根據(jù)循環(huán)計(jì)算所得的輸出變量的結(jié)果建立輸出變量的樣本矩陣；
[0018] 步驟3. 3、利用核密度估計(jì)擬合輸出變量的概率密度函數(shù)。
[0019] 所述步驟2進(jìn)一步為：
[0020] 根據(jù)支路切割原理將電網(wǎng)分成若干個(gè)子網(wǎng)，各個(gè)子網(wǎng)通過聯(lián)絡(luò)線關(guān)聯(lián)，根據(jù)節(jié)點(diǎn) 撕裂法將聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)撕裂成兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)子節(jié)點(diǎn)歸并在聯(lián)絡(luò)線側(cè)，另一子節(jié)點(diǎn)歸 并在相應(yīng)的子網(wǎng)內(nèi)；
[0021] 經(jīng)上述處理，各個(gè)子網(wǎng)對其外部的影響即歸結(jié)為從原始節(jié)點(diǎn)撕裂出來的節(jié)點(diǎn)交互 關(guān)系；由聯(lián)絡(luò)線作為網(wǎng)格的邊，子網(wǎng)作為網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)濃縮網(wǎng)格，每一個(gè)子網(wǎng)構(gòu)成一 個(gè)網(wǎng)格中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)。
[0022] 有益效果：針對電網(wǎng)可分區(qū)的特點(diǎn)，本發(fā)明將拉了超立方抽樣與基于濃縮網(wǎng)格的 雙向迭代并行潮流算法相結(jié)合，減少抽樣數(shù)目并實(shí)現(xiàn)并行概率潮流計(jì)算。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明計(jì)算方法的流程簡圖。
[0024] 圖2是本發(fā)明的結(jié)合拉了超立方抽樣的雙向迭代并行概率潮流計(jì)算方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[00巧]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的結(jié)合拉了超立方抽樣的雙向迭代并行概率潮流計(jì)算 方法，包括W下步驟：
[0026] 1)根據(jù)新能源發(fā)電功率變量的累積分布函數(shù)，利用拉了超立方抽樣法對新能源發(fā) 電功率變量進(jìn)行抽樣，建立新能源發(fā)電功率變量的樣本矩陣。
[0027] 假設(shè)隨機(jī)變量Xi，X2,…Xk為K個(gè)新能源發(fā)電功率變量，對于隨機(jī)變量Xk化= 1，2,…，K)，其累積分布函數(shù)為Fk(x)。
[0028] (1)抽樣
[0029] 首先對隨機(jī)變量Xk累積分布函數(shù)Fk(x)的取值區(qū)間[0，1]進(jìn)行N等分，生成N個(gè) 子區(qū)間^，^(3=1，2，...，腳，然后在每個(gè)子區(qū)間^，^(3=1，2，...，腳選擇中 _NN]L'VN_ 點(diǎn)或者隨機(jī)取一個(gè)點(diǎn)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種結(jié)合拉丁超立方抽樣的雙向迭代并行概率潮流計(jì)算方法，其特征在于，包括如 下步驟： 步驟1、根據(jù)新能源發(fā)電功率變量的累積分布函數(shù)，利用拉丁超立方抽樣法對新能源發(fā) 電功率變量進(jìn)行抽樣，建立新能源發(fā)電功率變量的樣本矩陣； 步驟2、針對電網(wǎng)可分區(qū)的特點(diǎn)，利用支路切割及節(jié)點(diǎn)撕裂法將電網(wǎng)濃縮成網(wǎng)格，建立 雙向迭代并行潮流計(jì)算模型； 步驟3、將所述新能源發(fā)電功率變量的樣本矩陣作為雙向迭代并行潮流計(jì)算模型的輸 入量進(jìn)行概率潮流計(jì)算，得到輸出變量的離散結(jié)果，利用核密度估計(jì)對輸出變量的離散結(jié) 果進(jìn)行擬合，得到輸出變量的概率密度函數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)合拉丁超立方抽樣的雙向迭代并行概率潮流計(jì)算方法，其特 征在于，步驟1中建立新能源發(fā)電功率變量的樣本矩陣的過程進(jìn)一步為： 步驟1. 1、根據(jù)新能源發(fā)電功率變量的累積分布函數(shù)對新能源發(fā)電功率變量進(jìn)行分 層； 步驟1. 2、在分層后的每個(gè)子區(qū)間選擇中點(diǎn)或者隨機(jī)取一個(gè)點(diǎn)作為樣本點(diǎn)； 步驟1. 3、將樣本點(diǎn)進(jìn)行排序，建立新能源發(fā)電功率變量的樣本矩陣。
3. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)合拉丁超立方抽樣的雙向迭代并行概率潮流計(jì)算方法，其特 征在于，所述步驟3進(jìn)一步為： 步驟3. 1、將所述新能源發(fā)電功率變量的樣本矩陣作為所述雙向迭代并行潮流計(jì)算模 型的輸入量進(jìn)行循環(huán)計(jì)算，每次循環(huán)計(jì)算提取新能源發(fā)電功率變量樣本矩陣的某一列向量 作為輸入量； 步驟3. 2、根據(jù)循環(huán)計(jì)算所得的輸出變量的結(jié)果建立輸出變量的樣本矩陣； 步驟3. 3、利用核密度估計(jì)擬合輸出變量的概率密度函數(shù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的結(jié)合拉丁超立方抽樣的雙向迭代并行概率潮流計(jì)算方法，其特 征在于，所述步驟2進(jìn)一步為： 根據(jù)支路切割原理將電網(wǎng)分成若干個(gè)子網(wǎng)，各個(gè)子網(wǎng)通過聯(lián)絡(luò)線關(guān)聯(lián)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)撕裂 法將聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)撕裂成兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)子節(jié)點(diǎn)歸并在聯(lián)絡(luò)線側(cè)，另一子節(jié)點(diǎn)歸并在 相應(yīng)的子網(wǎng)內(nèi)； 經(jīng)上述處理，各個(gè)子網(wǎng)對其外部的影響即歸結(jié)為從原始節(jié)點(diǎn)撕裂出來的節(jié)點(diǎn)交互關(guān) 系； 由聯(lián)絡(luò)線作為網(wǎng)格的邊，子網(wǎng)作為網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)濃縮網(wǎng)格，每一個(gè)子網(wǎng)構(gòu)成一 個(gè)網(wǎng)格中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種結(jié)合拉丁超立方抽樣的雙向迭代并行概率潮流計(jì)算方法，包括如下步驟：根據(jù)新能源發(fā)電功率變量的累積分布函數(shù)，利用拉丁超立方抽樣法對新能源發(fā)電功率變量進(jìn)行抽樣，建立新能源發(fā)電功率變量的樣本矩陣；針對電網(wǎng)可分區(qū)的特點(diǎn)，利用支路切割及節(jié)點(diǎn)撕裂法將電網(wǎng)濃縮成網(wǎng)格，建立雙向迭代并行潮流計(jì)算模型；將所述新能源發(fā)電功率變量的樣本矩陣作為雙向迭代并行潮流計(jì)算模型的輸入量進(jìn)行概率潮流計(jì)算，得到輸出變量的離散結(jié)果，利用核密度估計(jì)對輸出變量的離散結(jié)果進(jìn)行擬合，得到輸出變量的概率密度函數(shù)。本發(fā)明將拉丁超立方抽樣與基于濃縮網(wǎng)格的雙向迭代并行潮流算法相結(jié)合，減少抽樣數(shù)目并實(shí)現(xiàn)并行概率潮流計(jì)算。
【IPC分類】H02J3-00
【公開號】CN104810826
【申請?zhí)枴緾N201510231147
【發(fā)明人】喻潔, 仇式鹍, 梁峻愷, 梅軍
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月7日