随机潮流中正态变量线性变换不变性定理应用的研究

摘要

全球的电力市场化使得发电和负荷更加不确定。与此同时，全球气候变暖对CO2排放量的限制和能源短缺正在促进随机性发电(风电场和集中的太阳能电站)迅猛发展。在这一节点注入不确定性日益加剧的形势下，需要为电力系统规划和运行提供更强有力的方法和解析工具。而随机潮流因考虑了节点注入的不确定性可对系统进行概率分析，日益成为系统规划和可靠性分析中必需的工具。
　　 本文对随机潮流中正态变量线性变换不变性定理的应用进行了深入研究。研究结果表明：
　　 1.对于节点注入服从正态分布且相互独立的情况和个别节点注入服从离散分布其他节点注入服从正态分布且相互独立的情况，仅通过一次确定性潮流计算和简单的线性变换即可求得系统状态变量和线路潮流的概率分布情况。IEEE-14系统的示例表明，与MonteCarlo、Gram-Charlier级数等算法相比较，该方法除计算速度具有明显优势外，也具有较高的精度，可满足工程在线使用的需要。
　　 2.对于实际电力系统中节点注入服从截断正态分布的情况，提供了采用正态分布来近似该情况的使用条件。IEEE-14系统的示例表明，在此条件下采用该近似可以确保获得工程可以接受的计算精度。
　　 3.对于节点注入相关的情况，仅通过简单的线性变换即可由节点注入的协方差矩阵求得系统状态变量、线路潮流的协方差矩阵。
　　 本文已将该方法应用于系统静态安全概率指标的计算中，并用FORTRAN语言编写了相应程序。IEEE-39系统的示例表明，本文方法具有较高的计算速度，对系统进行静态安全概率分析和风险评估仅需较少的时间。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2随机潮流

1.3电力系统安全性分析

1.4电力系统风险评估

1.5本文主要工作

第二章 随机潮流中正态变量线性变换不变性定理的应用

2.1电力系统随机潮流简介

2.1.1随机潮流问题描述

2.1.2随机潮流求解的难点

2.1.3随机潮流的发展现状

2.2随机潮流中正态变量线性变换不变性定理的应用

2.2.1节点注入的数学模型

2.2.2正态变量线性变换不变性定理

2.2.3随机潮流中正态变量线性变换不变性定理的应用

2.2.4系统潮流方程的线性化模型

2.2.5状态变量与支路潮流的期望和方差

2.3计算流程

2.4计算实例

2.5算法分析

2.5.1不同方法的研究前提条件

2.5.2算法比较

2.5.3结论

2.6节点注入服从离散分布的分析

2.6.1发电机节点服从离散分布

2.6.2负荷节点服从离散分布

2.7节点注入服从截断正态分布的分析

2.7.1研究背景

2.7.2截断正态分布

2.7.3节点注入服从截断正态分布与服从正态分布的比较

2.7.4两种条件下随机潮流计算结果比较

2.7.5截断范围的选取

2.7.6结论

2.8节点注入相关的分析

2.9本章小结

第三章 随机潮流在电力系统静态安全概率分析中的应用

3.1概率安全性评估简介

3.2电力系统潮流不安全概率计算

3.2.1既定预想事故下系统不满足潮流安全约束的概率

3.2.2系统的潮流不安全概率

3.2.3系统潮流不安全概率计算流程图

3.3计算实例

3.4本章小结

第四章 随机潮流在电力系统风险评估中的应用

4.1电力系统静态电压稳定域

4.1.1稳定性的定义和分类

4.1.2电力系统静态电压稳定域

4.1.3割集功率空间上的静态电压稳定域

4.2电力系统风险评估

4.2.1电力系统风险评估指标

4.2.2电力系统风险评估

4.3基于静态电压稳定域的电力系统静态安全风险评估

4.3.1确定元件失效模型和负荷模型

4.3.2选择系统状态，计算系统的状态概率

4.3.3系统状态分析

4.3.4计算系统的风险指标

4.3.5基于静态电压稳定域的电力系统静态安全风险评估流程图

4.4计算实例

4.4.1 N-1预想事故分析

4.4.2考虑负荷预测的N-1预想事故分析

4.4.3考虑负荷预测的全部预想事故分析

4.5本章小结

第五章 结论

参考文献

附 录

发表论文和科研情况说明

致 谢