一種電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法，包括以下步驟：確定分布式電源出力不確定性模型的約束條件；確定高風(fēng)險(xiǎn)事件預(yù)測(cè)模型的目標(biāo)函數(shù)和約束條件對(duì)電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷進(jìn)行辨識(shí)。本發(fā)明提供的電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法，基于盒式集合描述分布式電源出力不確定性并合理引入概率測(cè)度，完整的建立了電力系統(tǒng)運(yùn)行缺陷辨識(shí)模型；在對(duì)電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下的運(yùn)行缺陷建立合理的數(shù)學(xué)模型并求解，從而有效辨識(shí)電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下的運(yùn)行缺陷。
【專利說明】—種電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種辨識(shí)方法，具體講涉及一種電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，風(fēng)光電力等分布式電源大規(guī)模接入電網(wǎng)，其提高系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益的同時(shí)引入了較高水平的不確定性，為系統(tǒng)運(yùn)行帶來了風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]高風(fēng)險(xiǎn)事件是指大規(guī)模風(fēng)光等分布式電源接入電網(wǎng)后，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法得到可行調(diào)度策略的分布式電源極端出力情景。為了確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，需要對(duì)系統(tǒng)可能面臨的高風(fēng)險(xiǎn)事件有效預(yù)測(cè)并評(píng)估其發(fā)生概率及后果。
[0004]在高風(fēng)險(xiǎn)事件下，系統(tǒng)可能因諸如傳輸線容量不足，發(fā)電機(jī)出力達(dá)到上下限或者發(fā)電機(jī)爬坡功率不足而被迫棄風(fēng)。為了更好地指導(dǎo)電力系統(tǒng)日前運(yùn)行決策，需要有效辨識(shí)電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下的運(yùn)行缺陷，即哪些系統(tǒng)元件(例如發(fā)電機(jī)，傳輸線等)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下會(huì)出現(xiàn)什么樣的問題(例如容量、爬坡能力不足等)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法，基于盒式集合描述分布式電源出力不確定性并合理引入概率測(cè)度，完整的建立了電力系統(tǒng)運(yùn)行缺陷辨識(shí)模型；在對(duì)電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下的運(yùn)行缺陷建立合理的數(shù)學(xué)模型并求解，從而有效辨識(shí)電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下的運(yùn)行缺陷。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供一種電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法，所述方法包括以下步驟:
[0008]步驟1:確定分布式電源出力不確定性模型的約束條件；
[0009]步驟2:確定高風(fēng)險(xiǎn)事件預(yù)測(cè)模型的目標(biāo)函數(shù)和約束條件；
[0010]步驟3:對(duì)電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷進(jìn)行辨識(shí)。
[0011]所述步驟I中，分布式電源出力不確定性模型的約束條件包括空間約束條件和時(shí)間約束條件；
[0012](I)空間約束條件如下:
[0013]wH — ii A" ^「5, Vi, uhere「.、e[O,/V/](I)
[0014]其中，M為分布式電源數(shù)；《#、<和<為第j個(gè)分布式電源在t時(shí)段的出力、出力均值和出力半?yún)^(qū)間，rs為分布式電源空間不確定預(yù)算；且有:
[0015]Wjt = 0.5(w^ + H, )12)
[0016]Wjl = 0.5(H::; - Wjj) = aJ:V/, Mt(3 ；

【權(quán)利要求】
1.一種電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟1:確定分布式電源出力不確定性模型的約束條件； 步驟2:確定高風(fēng)險(xiǎn)事件預(yù)測(cè)模型的目標(biāo)函數(shù)和約束條件； 步驟3:對(duì)電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷進(jìn)行辨識(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法，其特征在于:所述步驟I中，分布式電源出力不確定性模型的約束條件包括空間約束條件和時(shí)間約束條件； (1)空間約束條件如下:
其中，M為分布式電源數(shù);Wjt η和為第j個(gè)分布式電源在t時(shí)段的出力、出力均值和出力半?yún)^(qū)間，rs為分布式電源空間不確定預(yù)算；且有:
其中，和分別為第j個(gè)分布式電源在t時(shí)段的出力上界和下界，β Jt第j個(gè)分布式電源在t時(shí)段的出力的置信概率，O Jt為第j個(gè)分布式電源在t時(shí)段的出力預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)差，假定已知出力預(yù)測(cè)誤差的分布；μ Jt為第j個(gè)分布式電源在t時(shí)段的出力預(yù)測(cè)均值； (2)時(shí)間約束條件如下:
其中，T為調(diào)度時(shí)段數(shù)；I' τ為分布式電源時(shí)間不確定預(yù)算，且有:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法，其特征在于:所述步驟2中，高風(fēng)險(xiǎn)事件預(yù)測(cè)模型的目標(biāo)函數(shù)表示為:
其中，W為分布式電源出力的不確定性集合;nijt和njt分別為第j個(gè)分布式電源在t時(shí)段的出力不平衡量正方向值的權(quán)重系數(shù)和出力不平衡量負(fù)方向值的權(quán)重系數(shù)；4和&分別為第j個(gè)分布式電源在t時(shí)段的功率平衡中松弛變量即功率不平衡量正方向值和負(fù)方向值；Pit為第i個(gè)火電機(jī)組在t時(shí)段的出力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法，其特征在于:所述步驟2中，高風(fēng)險(xiǎn)事件預(yù)測(cè)模型的目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的約束條件包括火電機(jī)組出力約束條件、火電機(jī)組正爬坡約束條件、火電機(jī)組負(fù)爬坡約束條件、線路潮流約束條件和系統(tǒng)功率平衡約束條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法，其特征在于:火電機(jī)組出力約束條件如下:
其中，Uit為第i個(gè)火電機(jī)組在t時(shí)段的機(jī)組組合P和P分別為第i個(gè)火電機(jī)組最小出力和最大出力； 火電機(jī)組正爬坡約束條件如下:
其中，pi(t+1)為第i個(gè)火電機(jī)組在t+Ι時(shí)段的出力，皮為第i個(gè)火電機(jī)組正爬坡能力； 火電機(jī)組負(fù)爬坡約束條件如下:
其中，ui(t+1)為第i個(gè)火電機(jī)組在t+Ι時(shí)段的機(jī)組組合；疋為第i個(gè)火電機(jī)組負(fù)爬坡能力； 線路潮流約束條件如下:
其中，F(xiàn)1為第I條線路的傳輸能力；L為線路長(zhǎng)度；N為火電機(jī)組數(shù)；π ql為負(fù)荷線路功率轉(zhuǎn)移因子，n u為火電線路功率轉(zhuǎn)移因子，為分布式電源線路功率轉(zhuǎn)移因子，Pqt為線路上轉(zhuǎn)移的負(fù)荷； 系統(tǒng)功率平衡約束條件如下:
其中，P#為第j個(gè)分布式電源在t時(shí)段的出力，Dt為系統(tǒng)在t時(shí)段的負(fù)荷需求。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法，其特征在于:所述步驟3中，電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷包括發(fā)電機(jī)容量不足、發(fā)電機(jī)爬坡能力不足和傳輸線容量不足。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法，其特征在于:所述電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷的目標(biāo)函數(shù)為:
其中，dl,5:nplnp；t, ζ lt為松弛變量，取值都為非負(fù)值，且<和4分別為第i臺(tái)火電機(jī)組在時(shí)段t應(yīng)該提高的容量上限和下限；A:和A；分別為第i臺(tái)火電機(jī)組在時(shí)段t應(yīng)該提高的正爬坡能力和負(fù)爬坡能力；(lt為第I條傳輸線在時(shí)段t應(yīng)該增加的傳輸容量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法，其特征在于:電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷的目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的約束條件包括火電機(jī)組出力約束條件、火電機(jī)組正爬坡約束條件、火電機(jī)組負(fù)爬坡約束條件、線路潮流約束條件和系統(tǒng)功率平衡約束條件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力系統(tǒng)在高風(fēng)險(xiǎn)事件下運(yùn)行缺陷辨識(shí)方法，其特征在于:所述火電機(jī)組出力約束條件如下:
火電機(jī)組正爬坡約束條件和火電機(jī)組負(fù)爬坡約束條件如下:
線路潮流約束條件如下:
其中，Ilt為第I條線路在時(shí)段t的負(fù)荷增量； 系統(tǒng)功率平衡約束條件如下:
其中，D力t時(shí)段原預(yù)測(cè)負(fù)荷減去高風(fēng)險(xiǎn)事件下可再生能源出力的值。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104133995SQ201410359542
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】田芳, 梅生偉, 張星, 劉鋒, 徐得超, 王祥旭, 王程, 劉斌, 彭紅英, 陳緒江, 劉璋瑋 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 清華大學(xué)