基于两点估计法的电力系统概率潮流计算

摘要

电力系统运行过程中通常存在许多不确定性因素，例如发电机出力的变化、负荷的随机波动、设备的故障退出、风力发电的出力会随风速的变化而变化等等。因而，在对电力系统规划设计或运行条件进行分析时，若使用确定性的潮流计算方法，需要对众多可能发生的不确定因素难以考虑和统计，这样做会使计算结果大大偏离实际情况，使之难以反映电网整体运行状态。因此研究能够考虑到多种不确定的随机因素影响的概率潮流分析方法是非常有必要的。
　　 本文主要研究了一种基于两点估计法的概率潮流计算方法。首先采用本文方法和蒙特卡罗模拟法分别对IEEE-14节点系统进行潮流计算和分析，并验证了本文方法的有效性。其次将本文中方法引用到含风电场的电力系统概率潮流计算当中，建立了负荷、发电机和风电场的概率模型，通过概率潮流计算得到了系统各节点电压和各支路潮流的概率分布情况，同时还分析了风电场接入系统后对系统状态量的影响。
　　 在上述研究的基础上，进一步研究了一种基于两点估计法的考虑频率波动的概率动态潮流，更加深入地探讨了随机扰动对系统频率的影响，提出了发生扰动后发电机和负荷能够根据其特性自动进行调整的动态方法，从而可以加真实的模拟系统发生扰动后的实际情况，使得到的系统状态量概率分布结果将更加合理。实例分析表明，本文所提方法是可行有效的。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本课题研究的背景

1．2 课题研究的意义

1．3 课题研究现状

1．3．1 概率潮流计算

1．3．2 风力发电

1．4 本文所做的主要工作

第二章 点估计方法及相关数学基础

2．1 随机变量的数字特征

2．1．1 数学期望

2．1．2 方差

2．1．3 原点矩和中心距

2．1．4 随机变量的概率密度函数和累积分布函数

2．2 常用的随机变量描述

2．2．1 离散变量的(0-1)分布

2．2．2 正态分布

2．2．3 Weibull分布

2．3 点估计法理论

2．3．1 一元函数的两点估计方法

2．3．2 多元函数的多点估计方法

2．4 Gram-Charlier展开级数

2．5 本章小结

第三章 概率潮流模型及算法研究

3．1 概率潮流计算模型

3．1．1 负荷概率模型

3．1．2 常规发电机的概率模型

3．2 蒙特卡罗模拟法

3．2．1 理论基础

3．2．2 蒙特卡罗法模拟法计算步骤

3．3 两点估计法

3．3．1 理论基础

3．3．2 两点估计方法概率潮流计算步骤

3．4 算例分析

3．5 本章小结

第四章 含风电场电力系统概率潮流计算

4．1 风电场概率模型

4．1．1 风速的概率模型

4．1．2 异步风力发电机组概率模型

4．1．3 风力发电机的输出功率模型

4．2 算例分析

4．2．1 对含有风电场的电力系统进行概率潮流计算

4．2．2 风电场接入对系统的影响

4．3 本章小结

第五章 基于两点估计法的计及频率波动的概率动态潮流计算

5．1 动态潮流模型

5．2 动态潮流计算不平衡功率系数确定方法

5．2．1 负荷的有功功率—频率静态特性

5．2．2 发电机有功功率—频率静态特性

5．2．3 电力系统频率的一次调整

5．3 概率动态潮流计算步骤

5．4 算例分析

5．4．1 动态潮流算例分析

5．4．2 计及频率变化的概率动态潮流计算

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

附录Ⅰ IEEE-30节点系统节点电压概率分布结果

附录Ⅱ IEEE-30节点系统支路潮流概率分布结果

致谢

攻读学位期间发表的学术论文