本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析，具體為交直流配電系統(tǒng)預(yù)想風(fēng)險場景集構(gòu)建與模式化應(yīng)對方法。

背景技術(shù)：

1、在配電系統(tǒng)風(fēng)險評估領(lǐng)域，傳統(tǒng)n-1準(zhǔn)則的應(yīng)用范圍相對有限，主要適用于結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行條件明確的系統(tǒng)。然而，隨著電力系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，特別是分布式能源和可再生能源的大規(guī)模接入，傳統(tǒng)n-1準(zhǔn)則難以全面反映系統(tǒng)中的不確定性因素，包括但不限于設(shè)備故障概率、負(fù)荷變化模式等，這導(dǎo)致其在實(shí)際風(fēng)險評估中的應(yīng)用受到較大限制。

2、在構(gòu)建預(yù)想風(fēng)險場景集方面，現(xiàn)有研究多聚焦于優(yōu)化配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能與安全穩(wěn)定性，通常采用確定性模型來描述系統(tǒng)狀態(tài)。然而，這種方法忽略了分布式新能源輸出功率以及用戶負(fù)荷需求的隨機(jī)性和波動性，這些不確定性因素對交直流配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了新的挑戰(zhàn)。當(dāng)前，為應(yīng)對這些風(fēng)險而設(shè)計(jì)的配電系統(tǒng)調(diào)控策略，主要是針對靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)的日前調(diào)度計(jì)劃，其算法設(shè)計(jì)未能充分考慮日內(nèi)動態(tài)變化的特點(diǎn)，導(dǎo)致在處理突發(fā)風(fēng)險事件時，調(diào)控效率低下，響應(yīng)速度慢，從而削弱了交直流配電系統(tǒng)在靈活性和魯棒性方面的固有優(yōu)勢，為此，我們提出交直流配電系統(tǒng)預(yù)想風(fēng)險場景集構(gòu)建與模式化應(yīng)對方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供交直流配電系統(tǒng)預(yù)想風(fēng)險場景集構(gòu)建與模式化應(yīng)對方法，實(shí)現(xiàn)了交直流配電系統(tǒng)風(fēng)險場景的快速有效應(yīng)對，有效提升交直流配電系統(tǒng)安全運(yùn)行水平。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：交直流配電系統(tǒng)預(yù)想風(fēng)險場景集構(gòu)建與模式化應(yīng)對方法，包括以下步驟：

3、遍歷配電網(wǎng)絡(luò)，接收所有可調(diào)節(jié)的有功資源信息和無功資源信息，并整理其運(yùn)行特性；

4、采用2n+1點(diǎn)估計(jì)法概率潮流與cornish-fisher級數(shù)展開，采用基于distflow潮流方程的區(qū)間潮流算法，綜合構(gòu)建交直流配電系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險評估指標(biāo)；

5、梳理交直流配電系統(tǒng)潛在風(fēng)險元素，兼顧風(fēng)險場景發(fā)生概率與風(fēng)險場景基于系統(tǒng)預(yù)想風(fēng)險場景集，結(jié)合模糊綜合評價，構(gòu)建預(yù)想風(fēng)險場景應(yīng)對策略庫；

6、基于歐氏距離構(gòu)建預(yù)想風(fēng)險場景相似度函數(shù)，采取相似度最接近的風(fēng)險元素在應(yīng)對策略庫中對應(yīng)的應(yīng)對措施，對風(fēng)險場景進(jìn)行模式化應(yīng)對。

7、進(jìn)一步地，所述有功資源信息包括有儲能系統(tǒng)和可控負(fù)荷，無功資源信息包括有載調(diào)壓變壓器、光伏逆變器和無功補(bǔ)償電容器。

8、進(jìn)一步地，所述distflow潮流方程經(jīng)線性化處理，表達(dá)式為：

9、

10、

11、

12、式中，和分別為節(jié)點(diǎn) j所需的有功功率和無功功率，和分別為從節(jié)點(diǎn) i到節(jié)點(diǎn) j的支路傳輸?shù)挠泄β屎蜔o功功率，和分別為從節(jié)點(diǎn) j到節(jié)點(diǎn) l支路傳輸?shù)挠泄β屎蜔o功功率，和分別為節(jié)點(diǎn) i和節(jié)點(diǎn) j的電壓幅值，和分別為從節(jié)點(diǎn) i到節(jié)點(diǎn) j支路的阻抗和感抗，和分別為配電網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)和支路的集合， n和 l分別為節(jié)點(diǎn)數(shù)量和支路數(shù)量； u sub對應(yīng)于變電站節(jié)點(diǎn)的電壓；和分別表示與節(jié)點(diǎn) j連接的下游和上游節(jié)點(diǎn)的集合。

13、進(jìn)一步地，在進(jìn)行交直流配電系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險評估時，需要對支路與節(jié)點(diǎn)重要程度進(jìn)行評價，包含支路重要程度指標(biāo)和節(jié)點(diǎn)重要程度指標(biāo)；

14、（1）支路重要程度指標(biāo)：支路重要程度因子 α ij的影響因素包括支路在配電網(wǎng)絡(luò)中的位置、電壓等級，在實(shí)際評估工作中，根據(jù)下式確定：

15、

16、式中， α aij為支路介數(shù)權(quán)重因子，為支路電壓等級權(quán)重因子；

17、（2）節(jié)點(diǎn)重要程度指標(biāo)可用節(jié)點(diǎn)重要程度因子 β i，根據(jù)下式確定：

18、

19、式中， β ai為節(jié)點(diǎn)下負(fù)荷等級因子、 β bi為電壓等級權(quán)重因子、為節(jié)點(diǎn)下負(fù)荷所需功率因子。

20、進(jìn)一步地，交直流配電系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險評估指標(biāo)，包含電壓越限風(fēng)險指標(biāo)和支路越限風(fēng)險指標(biāo)；

21、（1）電壓越限風(fēng)險指標(biāo)：電壓越限懲罰成本 ceu由電壓越限概率懲罰成本 ceu.p與電壓越限程度懲罰成本 ceu.l之和構(gòu)成，具體表達(dá)式如下：

22、

23、

24、

25、

26、

27、式中，和分別為節(jié)點(diǎn)的電壓越限概率懲罰成本與電壓越限程度懲罰成本；和分別為 i節(jié)點(diǎn)的電壓越限概率與電壓越限程度；和分別為電壓越限概率上下限閾值，和分別為電壓越限程度上下限閾值，為所有節(jié)點(diǎn)的集合，和分別為電壓越限概率懲罰成本和電壓越限程度懲罰成本， βi為節(jié)點(diǎn)重要程度因子；

28、（2）支路越限風(fēng)險指標(biāo)：支路越限懲罰成本 ces由支路越限概率懲罰成本 ces.p與支路越限程度懲罰成本 ces.l之和構(gòu)成，具體表達(dá)式如下：

29、

30、

31、

32、

33、

34、式中，和分別為支路 ij的越限概率懲罰成本與越限程度懲罰成本；和分別為支路 ij的越限概率與越限程度；和分別為支路越限概率上下限閾值，和分別為支路越限程度上下限閾值，為所有支路的集合，和分別為支路越限概率懲罰成本和支路越限程度懲罰成本，為支路重要程度因子。

35、進(jìn)一步地，所述預(yù)想風(fēng)險場景集風(fēng)險元素概率特征分析，在對負(fù)荷曲線進(jìn)行聚類的基礎(chǔ)上，引入模體，通過分析風(fēng)險元素的概率特征，深入挖掘突變風(fēng)險場景的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，以計(jì)算其發(fā)生概率；

36、所述模體是指高頻重復(fù)、非隨機(jī)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括節(jié)點(diǎn)和連邊；統(tǒng)計(jì)模體出現(xiàn)次數(shù)及分布，可以有效掌握負(fù)荷和新能源出力的波動，進(jìn)而計(jì)算預(yù)想風(fēng)險場景的發(fā)生概率；

37、所述計(jì)算風(fēng)險場景發(fā)生概率，是通過統(tǒng)計(jì)模體的出現(xiàn)次數(shù)以及分布情況，掌握在一定時間序列內(nèi)負(fù)荷以及新能源出力的波動情況，即可有效計(jì)算預(yù)想風(fēng)險場景的發(fā)生概率。

38、進(jìn)一步地，所述預(yù)想風(fēng)險場景集構(gòu)建包含預(yù)想風(fēng)險場景嚴(yán)重度指標(biāo) sev，具體表示為：

39、

40、

41、式中， sev m為風(fēng)險場景 m的嚴(yán)重度指標(biāo)， c m為風(fēng)險場景 m的運(yùn)行總風(fēng)險， p m為風(fēng)險場景 m的發(fā)生概率。

42、進(jìn)一步地，所述構(gòu)建預(yù)想風(fēng)險場景應(yīng)對策略庫應(yīng)用模糊綜合評價，模糊綜合評價根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論將定性評價轉(zhuǎn)換為定量評價；

43、構(gòu)建模糊綜合評價的因素集，因素集中各因素對評語集中各狀態(tài)的影響具有不同程度的模糊性，即不同的隸屬度，通過隸屬度矩陣r表示為：

44、

45、式中，矩陣 a為模糊綜合評價的因素集，矩陣 h為模糊綜合評價的評語集，元素 rij表示第i個因素 ai對第j個評語 hj的隸屬度。

46、進(jìn)一步地，基于歐氏距離，構(gòu)建預(yù)想風(fēng)險場景相似度函數(shù)，相似度函數(shù)表達(dá)式為：

47、

48、式中， sim ij為風(fēng)險場景 i與風(fēng)險場景 j的相似度，和分別為風(fēng)險場景 i與風(fēng)險場景 j的運(yùn)行風(fēng)險特征向量的第 t個元素， n為風(fēng)險特征向量長度。

49、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種交直流配電系統(tǒng)預(yù)想風(fēng)險場景集構(gòu)建與模式化應(yīng)對系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)上述的交直流配電系統(tǒng)預(yù)想風(fēng)險場景集構(gòu)建與模式化應(yīng)對方法，其特征在于：包括：

50、接收模塊，用于遍歷配電網(wǎng)絡(luò)，接收所有可調(diào)節(jié)的有功資源信息和無功資源信息，并整理其運(yùn)行特性；

51、第一構(gòu)建模塊，用于采用2n+1點(diǎn)估計(jì)法概率潮流與cornish-fisher級數(shù)展開，采用基于distflow潮流方程的區(qū)間潮流算法，綜合構(gòu)建交直流配電系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險評估指標(biāo)；

52、第二構(gòu)建模塊，用于梳理交直流配電系統(tǒng)潛在風(fēng)險元素，兼顧風(fēng)險場景發(fā)生概率與風(fēng)險場景基于系統(tǒng)預(yù)想風(fēng)險場景集，結(jié)合模糊綜合評價，構(gòu)建預(yù)想風(fēng)險場景應(yīng)對策略庫；

53、應(yīng)對措施輸出模塊，用于基于歐氏距離構(gòu)建預(yù)想風(fēng)險場景相似度函數(shù)，采取相似度最接近的風(fēng)險元素在應(yīng)對策略庫中對應(yīng)的應(yīng)對措施，對風(fēng)險場景進(jìn)行模式化應(yīng)對。

54、本發(fā)明至少具備以下有益效果：

55、本發(fā)明包含節(jié)點(diǎn)電壓與支路功率的越限概率與越限程度，考慮多維因素提出了構(gòu)建交直流配電系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險評估體系，評估結(jié)果更為準(zhǔn)確，且本發(fā)明提出的應(yīng)對方法，實(shí)現(xiàn)了交直流配電系統(tǒng)風(fēng)險場景的快速有效應(yīng)對，有效提升交直流配電系統(tǒng)安全運(yùn)行水平。

56、當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。