考虑新能源发电相关性的节点分析法概率潮流计算

摘要

新能源发电输出功率具有很强的随机性，并且地理位置邻近的新能源发电输出功率具有一定的相关性，若大规模的新能源发电并入电网，将对电网的安全运行产生较大影响。概率潮流计算能够考虑各种不确定性因素对系统潮流的影响，通过这些不确定因素的概率特征得到输出变量的概率特征，对电力系统的规划设计、运行方式的安排等极具参考价值。为了进一步提高概率潮流计算的效率和扩大概率潮流计算的应用范围，本文提出一种考虑新能源发电相关性的节点分析法概率潮流计算方法。
　　(1)实现了新能源发电输出功率的概率分析及其相关性评估。介绍了经验分布估计法，根据新能源发电输出功率的历史数据通过经验分布估计法拟合出新能源发电输出功率的累积分布函数。介绍了Copula理论，阐述了通过平方欧氏距离法选择合适的Copula函数对新能源发电输出功率进行相关性评估的具体步骤。
　　(2)建立了节点分析法概率潮流计算模型。将PV节点注入有功变化对节点电压变化的影响和PQ节点注入功率变化对节点电压变化的影响分别进行考虑。在考虑PV节点注入有功变化对节点电压变化的影响时，根据PV节点的电压实部变化与虚部变化的线性关系建立PV节点注入有功变化与节点电压变化的关系模型;在考虑PQ节点注入功率变化对节点电压变化的影响时，根据PV节点电压变化接近于0且系统正常运行时节点电压维持在标幺值1左右的特点建立PQ节点注入功率变化与节点电压变化的关系模型。
　　(3)建立了考虑新能源发电相关性的节点分析法概率潮流计算模型。根据Cholesky分解法处理新能源发电输出功率的相关性，修正节点分析法概率潮流计算模型，并推导出支路潮流变化与节点注入功率变化的关系模型。通过IEEE-14节点系统和IEEE-118节点系统对本文所提的考虑新能源发电相关性的节点分析法概率潮流计算方法进行测试，结果表明了本文所提方法的有效性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的主要工作

第二章 随机变量的概率特征

2．1 随机变量的定义

2．2 随机变量的矩

2．2．1 随机变量的原点矩

2．2．2 随机变量的中心矩

2．3 随机变量的半不变量

2．3．1 半不变量的定义

2．3．2 半不变量的性质

2．4 Gram-Charlier级数展开

2．5 本章小结

第三章 新能源发电输出功率概率分析及其相关性评估

3．1 引言

3．2 新能源发电输出功率概率分析

3．3 新能源发电输出功率相关性评估

3．3．1 Copula函数的定义及性质

3．3．2 Copula函数的分类

3．3．3 Copula函数的相关性度量

3．3．4 基于Copula理论的新能源发电输出功率相关性评估

3．4 本章小结

第四章 考虑新能源发电相关性的节点分析法概率潮流计算

4．1 引言

4．2 新能源发电输出功率相关性处理

4．2．1 新能源发电输出功率相关系数矩阵的Cholesky分解

4．2．2 新能源发电输出功率随机变量的转换

4．3 节点分析法概率潮流计算

4．3．1 节点分析法概率潮流计算的导纳矩阵

4．3．2 节点电压变化与Pv节点注入有功变化的关系模型

4．3．3 节点电压变化与PQ节点注入功率变化的关系模型

4．4 考虑新能源发电相关性的节点分析法概率潮流计算

4．4．1 节点电压变化与PV节点注入有功变化的修正关系模型

4．4．2 节点电压变化与PQ节点注入功率变化的修正关系模型

4．4．3 支路潮流变化与节点注入功率变化的关系模型

4．4．4 节点电压概率分布函数的计算

4．4．5 支路潮流概率分布函数的计算

4．5 本章小结

第五章 算例分析

5．1 引言

5．2 新能源发电输出功率概率分析及其相关性评估算例测试

5．2．1 新能源发电输出功率概率分析

5．2．2 新能源发电输出功率相关性分析

5．3 考虑新能源发电相关性的节点分析法概率潮流算例测试

5．3．1 标准IEEE-14节点系统算例测试

5．3．2 标准IEEE-118节点系统算例测试

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士学位期间完成的学术论文