一種電力系統網絡的風險評估方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電力系統網絡的風險評估方法，屬于數據處理技術領域。
【背景技術】
[0002] 傳統的電力系統規劃和運行是從集中控制的角度來完成的。少量的大容量電廠生 產電能，然后通過輸電線路和配電線路分配給遙遠的負荷中心。這些電廠大多使用化石燃 料、核能或者有調節水庫的水能來獲得機械能去驅動同步電機。發電機與網絡結構的輸電 系統相連，而用戶則直接和配電網相連。這個自上而下的縱向結構保證了發電的可調度性 和電力系統運行的可靠性。
[0003] 然而在可持續發展的全球背景下，越來越多的環境友好型能源在電力系統的生產 中得到應用。DG大多采用新能源，其相應的一次能源原動力不可控，故其每個時刻的出力完 全取決于它們的一次能源的可使用程度，降低了發電調度的能力。DG是隨機性發電機。雖 然一些DG單元使用電力電子技術來提供有效的能量控制，但是它們還是和傳統的發電技 術相差很多。
[0004] DG主要和配電網相連接。這種非常規的發電單元在配電網內大范圍的部署，使得 傳統的按電壓等級劃分的縱向結構向橫向運行模式轉移。橫向運行模式中分布式電網同時 包含隨機電源和隨機負荷這兩類隨機功率單元。這將導致潮流計算中出現大量隨機性的系 統輸入，并在系統分析過程中需要考慮它們之間復雜的相關性，從而帶來經濟和技術上的 挑戰。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提出一種用于適應先行及未來 電力系統網絡環境的電力系統網絡的風險評估方法，能夠更好的為電力系統網絡的規劃設 計及安全保證提供參考和幫助。
[0006] 本發明為解決上述技術問題提出的技術方案是：一種電力系統網絡的風險評估方 法，執行如下步驟：
[0007] 1)在所述電力系統網絡已劃分的各區域內，將所述區域內的總負荷值以一個集中 負荷a表示，將所述區域內的所有分布式電源定義為隨機變量集合A，所述區域內的；
[0008] 2)根據所述區域內的負荷以及分布式電源之間的相關性劃分所述區域的邊界條 件；
[0009] S1、各區域內的各分布式電源及集中負荷完全不相關；
[0010] S2、在S1的基礎上，各區域內的各分布式電源按分布式電源的類型進行相關，各 區域之間相互獨立；
[0011] S3、在S2的基礎上，各區域內的分布式電源全部相關；
[0012] S4、在S3的基礎上，所有區域的集中負荷均相關；
[0013] S5、在S4的基礎上，所有區域的分布式電源均正相關；
[0014] S6、所有區域內的各分布式電魚以及集中負荷均相關；
[0015] 3)根據步驟2)確定的邊界情況對所述電力系統網絡，并確定所述電力系統網絡 的結構；
[0016] 4)獲取步驟2)中六種邊界條件的各變量的歷史時序數據，并按照時間順序編號， 形成以編號及功率數值為標簽的數據對；
[0017] 5)利用蒙特卡洛法分別計算步驟2)中的六種邊界情況下的電力系統潮流方程， 以此來獲取所述電力系統網絡的狀態變量的統計信息，并根據所述統計信息確定在極限情 況下所述電力系統網絡的狀態變量值，根據極限狀態下的狀態變量值，為所述電力系統網 絡的風險進行評估。
[0018] 本發明采用上述技術方案的有益效果是：由于輸電網和有DG接入的配電網間的 潮流可能不再是單向流動，而可能是雙向流動。為了滿足總的負荷需求，可調度的功率單元 要在考慮系統限制條件下，適應不可調度的功率單元的變化。由于DG出力大多具有隨機 性，僅僅采用確定性分析方法是不足的。而且也需要考慮某些特定區域內相同類型隨機性 DG的原動力之間的相關性。
[0019] 隨機性發電機大范圍接入系統對考慮這些功率單元內在不確定性的的新型電力 系統運行規劃建模方法提出了要求。除了不可調度的DG和它們之間的相關性，負荷也需要 依據它們的隨機性行為進行建模。因而在這種新型的電力系統結構分析問題中引入了大量 的隨機變量和系統輸入量之間復雜的相關性。
[0020] 為了在作為分析手段之一的潮流計算中考慮這些功率單元的隨機性和相關性，本 發明利用了隨機邊界法的思想，針對多類型DG接入的情況設定了 6種邊界場景，并制定了 相應場景下的隨機注入功率采樣值的獲取方法。結合蒙特卡洛法和牛頓-拉夫遜法，實現 隨機性潮流計算。計算結果經過統計學處理后，能夠在分析得到可能危害系統安全的各狀 態量的極限情況，為系統規劃時的風險評估和措施制定提供依據。
[0021] 上述技術方案的改進是：步驟3)將每個區域用一個簡化PQ節點表示，所述PQ節 點不考慮區域內部接線。
[0022] 上述技術方案的改進是：步驟4)根據所述數據對中的功率數值從小到大進行排 列，統計不同的功率數值的采樣個數，在對所述功率數值進行累加和歸一化，形成關于所述 數據對的累積分布函數。
[0023] 上述技術方案的改進是：利用PQ節點注入功率向量作為節點注入功率信息，根據 牛頓-拉夫遜法求解電力系統潮流方程求解六種情況下，計算每種情況下的數字特征，所 述數字特征包括PQ節點電壓、所述電力系統網絡的支路功率的期望和標準差。
【附圖說明】
[0024] 下面結合附圖對本發明作進一步說明：
[0025] 圖1是本發明實施例的流程示意圖。
[0026]圖2是本發明實施例的5節點/7支路系統的網絡拓撲圖。
【具體實施方式】
[0027] 實施例
[0028] 本實施例的一種電力系統網絡的風險評估方法，如圖1所示，執行如下步驟：
[0029] 1)在電力系統網絡已劃分的各區域內，將區域內的總負荷值以一個集中負荷a表 示，將區域內的所有分布式電源定義為隨機變量集合A，區域內的；
[0030] 2)根據區域內的負荷以及分布式電源之間的相關性劃分區域的邊界條件；
[0031] S1、各區域內的各分布式電源及集中負荷完全不相關；
[0032]S2、在S1的基礎上，各區域內的各分布式電源按分布式電源的類型進行相關，各 區域之間相互獨立；
[0033] S3、在S2的基礎上，各區域內的分布式電源全部相關；
[0034] S4、在S3的基礎上，所有區域的集中負荷均相關；
[0035]S5、在S4的基礎上，所有區域的分布式電源均正相關；
[0036] S6、所有區域內的各分布式電魚以及集中負荷均相關；
[0037] 3)根據步驟2)確定的邊界情況對電力系統網絡，并確定電力系統網絡的結構；
[0038] 4)獲取步驟2)中六種邊界條件的各變量的歷史時序數據，并按照時間順序編 號，形成以編號及功率數值為標簽的數據對；
[0039] 5)利用蒙特卡洛法分別計算步驟2)中的六種邊界情況下的電力系統潮流方程， 以此來獲取電力系統網絡的狀態變量的統計信息，并根據統計信息確定在極限情況下電力 系統網絡的狀態變量值，根據極限狀態下的狀態變量值，為電力系統網絡的風險進行評估。 [0040] 本實施例的法流程如圖1所示，包括：
[0041] 步驟A1，根據地理位置，確定6種邊界情況下隨機功率單元相關性結構，隨之確定 每種情況下隨機變量個數；
[0042] 步驟A2,確定電力系統網絡結構和蒙特卡洛法的仿真次數m;
[0043] 步驟A3,獲取各隨機變量在仿真周期內的歷史時序數據，統計得到其累積分布函 數；
[0044] 步驟A4,針對6種不同邊界情況下的相關性結構，分別獲取各隨機變量的采樣