專利名稱：一種微電網(wǎng)概率潮流計算方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電カ系統(tǒng)運行分析領域，特別是涉及實現(xiàn)微電網(wǎng)的概率潮流計算。
背景技術：
微電網(wǎng)潮流計算是對微電網(wǎng)功率分布、功率損耗和各母線電壓的計算，目的是為確定和檢驗微電網(wǎng)的電源配置及網(wǎng)架結構、指揮微電網(wǎng)運行、確定無功補償方案、發(fā)現(xiàn)微電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)提供依據(jù)。確定性潮流計算是在確定的拓撲結構以及給定節(jié)點功率注入量的情況下，對微電網(wǎng)的運行狀態(tài)進行求解的過程。應用確定性潮流計算的方法可以在誤差允許范圍內(nèi)解決微電網(wǎng)在単一時間截面的功率分布和電壓求解。但實際上，以上運行條件，尤其是節(jié)點功率注入量，不但是時變的，而且是不確定的。微電網(wǎng)的確定性潮流計算并不能反映這種不確定 性，本發(fā)明提出一種微電網(wǎng)的概率潮流計算方法，以概率分布的形式考慮微電網(wǎng)運行條件中重要的不確定性，求得的潮流結果也表示成相應的概率分布形式。微電網(wǎng)概率潮流是指在考慮不確定性的情況下，通過潮流方程中輸入量的概率分布，求取非線性方程對應解的概率分布，進而分析對微電網(wǎng)不利事件的發(fā)生概率，達到給規(guī)劃及運行人員提供參考和評估人員提供更接近實際情況的依據(jù)的目的。本發(fā)明是在廣東省省部產(chǎn)學研結合項目基金資助下，提供的ー種實用、可靠的微電網(wǎng)概率潮流計算方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出實現(xiàn)微電網(wǎng)概率潮流計算方法，使微電網(wǎng)潮流的計算結果更加符合實際運行情況，提高微電網(wǎng)規(guī)劃和運行分析工作的準確性和可靠性。為達到上述目的，采用的技術方案是微電網(wǎng)概率潮流計算方法，包括步驟對微電網(wǎng)中各個節(jié)點編號，根據(jù)微電網(wǎng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，形成節(jié)點導納矩陣；由各節(jié)點注入功率的概率分布求得注入功率的各階半不變量；利用兩點估計法結合節(jié)點注入功率的分布特性求取微電網(wǎng)潮流均值，并得到最后一次迭代的雅克比矩陣均值；利用各節(jié)點注入功率的各階半不變量和最后一次迭代的雅克比矩陣，求取系統(tǒng)狀態(tài)變量的各階半不變量；根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)變量的各階半不變量求取它們概率分布函數(shù)對應的Gram-Charlier級數(shù)各項系數(shù)；利用Gram-Charlier級數(shù)截尾近似表示狀態(tài)變量的概率分布,并可求取越限等事件的概率。


圖I為本發(fā)明的一個實例流程具體實施例方式為便于理解本發(fā)明，下面結合附圖進行闡述。本發(fā)明提出一種微電網(wǎng)概率潮流計算方法，請參考圖1，包括步驟S101、節(jié)點編號，形成節(jié)點導納矩陣；S102、求各節(jié)點注入功率的各階半不變量；根據(jù)節(jié)點注入功率的概率分布，求取各個節(jié)點注入功率的各階半不變量，其中包含均值和方差。
S103、求取微電網(wǎng)潮流的均值；根據(jù)兩點估計法的原理，計算微電網(wǎng)潮流的均值，并得到最后一次迭代的雅克比矩陣的均值，供后續(xù)計算使用。S104、求取微電網(wǎng)狀態(tài)變量的各階半不變量；根據(jù)線性化的潮流模型，結合半不變量的線性性質，求取微電網(wǎng)中狀態(tài)變量的各階半不變量。S105、求取Gram-Charlier級數(shù)的各項系數(shù)，并由此得到各狀態(tài)變量概率分布的近似概率密度函數(shù)表達式；根據(jù)狀態(tài)變量的各階半不變量可求解得出各狀態(tài)變量標準化后所對應的Gram-Charlier級數(shù)的各項系數(shù),對級數(shù)進行截尾近似,并作相應的平移，得到各狀態(tài)變量的概率密度函數(shù)。S106、求微電網(wǎng)概率事件的概率；根據(jù)概率密度函數(shù)積分運算求取微電網(wǎng)概率事件的發(fā)生概率，從而對微電網(wǎng)運行進行評估。本發(fā)明提出的微電網(wǎng)潮流計算方法，對所需分析的微電網(wǎng)進行節(jié)點編號，形成節(jié)點導納矩陣；再根據(jù)各節(jié)點注入功率的分布特性，求取各節(jié)點注入功率的各階半不變量；利用兩點估計法求取微電網(wǎng)潮流的均值以及最后一次迭代的雅克比矩陣均值；根據(jù)雅克比矩陣和節(jié)點注入功率的各階半不變量求取微電網(wǎng)中各狀態(tài)變量的半不變量；根據(jù)各階半不變量求取各狀態(tài)變量對應Gram-Charlier級數(shù)的各項系數(shù)，以近似表示各狀態(tài)變量的概率密度函數(shù)；根據(jù)求得的概率密度函數(shù)，計算各種事件，尤其是對微電網(wǎng)系統(tǒng)不利的事件的發(fā)生概率，從而分析微電網(wǎng)的運行狀況。由于半不變量是隨機變量的ー種數(shù)字特征，它可以由不高于相應階次的各階矩求得，本發(fā)明利用了隨機變量的半不變量可加性與線性性，在求取概率密度函數(shù)時，可避免卷積積分的繁雜運算，使得計算簡化。半不變量是通過對隨機變量特征函數(shù)取對數(shù)變換而定義的，當隨機變量的各階段半不變量存在時，各階半不變量與不高于相應階次的各階中心矩或者原點矩有對應的轉換關系。在其中一個實施方式中，上述S102步驟包括根據(jù)公式# = ズ· f(.x)dx ;求取隨機變量X的均值；根據(jù)公式 爲O-求取隨機變量X的各階段中心矩；
其中，X為某節(jié)點所連接的功率注入?yún)g元的隨機注入功率；

根據(jù)公式
權利要求
1.微電網(wǎng)概率潮流計算方法，其特征在于，包括步驟 對微電網(wǎng)各節(jié)點編號并形成節(jié)點導納矩陣； 根據(jù)節(jié)點注入功率的概率分布或統(tǒng)計特性求解各階半不變量； 根據(jù)各節(jié)點注入特性及各階半不變量，結合微電網(wǎng)節(jié)點導納矩陣，求解微電網(wǎng)潮流的均值，并得到最后一次迭代的雅克比矩陣； 求解微電網(wǎng)狀態(tài)變量的各階半不變量； 求解狀態(tài)變量相應的Gram-Charlier級數(shù)系數(shù),并對級數(shù)截尾近似代替變量的概率密度函數(shù)； 利用狀態(tài)變量的概率密度函數(shù)求事件概率。
2.根據(jù)權利要求I所述的微電網(wǎng)概率潮流計算方法，其特征在干， 所述根據(jù)節(jié)點注入功率的概率分布或統(tǒng)計特性求解各階半不變量的步驟具體為 根據(jù)節(jié)點注入功率的概率分布函數(shù)，求取節(jié)點注入功率的各階原點矩和中心矩； 根據(jù)公式// = ]":X-/(x)Jx，求取節(jié)點注入功率的均值； 根據(jù)公式P1 = 0- //(_ゎめT，求取節(jié)點注入功率的各階中心矩3k; 其中，f(x)為某節(jié)點隨機注入功率X的概率分布函數(shù)。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的微電網(wǎng)概率潮流計算方法，其特征在干， 所述的根據(jù)各節(jié)點注入特性及各階半不變量，結合微電網(wǎng)節(jié)點導納矩陣，求解微電網(wǎng)潮流的均值，并得到最后一次迭代的雅克比矩陣均值的步驟具體為 應用兩點估計法，根據(jù)微電網(wǎng)中各節(jié)點注入功率特性，結合已求得的微電網(wǎng)節(jié)點導納矩陣與線性化的潮流方程，求解微電網(wǎng)的潮流均值； 在以上求取微電網(wǎng)潮流均值的過程中，包含的線性化潮流方程迭代求解過程中產(chǎn)生相應于潮流方程的雅克比矩陣，選取適當?shù)慕y(tǒng)計方法，得到最后一次迭代的雅克比矩陣均值。
4.根據(jù)權利要求3所述的微電網(wǎng)概率潮流計算方法，其特征在干，所述的求解微電網(wǎng)狀態(tài)變量的各階半不變量的步驟具體為 根據(jù)公式AZw = Sf 和AZ = TmAW(k>;求取潮流結果中，節(jié)點狀態(tài)變量X和支路變量Z的半不變量； 其中，AW(k)為各節(jié)點注入功率的k階半不變量組成的矩陣；み=J01，為靈敏度系數(shù)矩陣，等于節(jié)點潮流方程W=f (X)的雅克比矩陣Jtl的逆Jtl為支路潮流方程Z=g(X)對應的雅克比矩陣Gtl與Stl的乘積，T0=G0S0 ,Af和r"表示對矩陣中各元素求k次冥得到的矩陣。
5.根據(jù)權利要求4所述的微電網(wǎng)概率潮流計算方法，其特征在干， 所述的求解狀態(tài)變量相應的Gram-Charlier級數(shù)系數(shù),并對級數(shù)截尾近似代替變量的概率密度函數(shù)的具體步驟為 根據(jù)公式
6.根據(jù)權利要求5所述的微電網(wǎng)概率潮流計算方法，其特征在干， 所述的利用狀態(tài)變量的概率密度函數(shù)求事件概率的具體步驟為根據(jù)已有的規(guī)程與微電網(wǎng)實際情況，確定狀態(tài)變量的允許波動范圍； 根據(jù)公式:
全文摘要
本發(fā)明提出實現(xiàn)微電網(wǎng)概率潮流分析的方法，包括步驟對微電網(wǎng)中各個節(jié)點編號，根據(jù)微電網(wǎng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，形成節(jié)點導納矩陣；由各節(jié)點注入功率的概率分布求得注入功率的各階半不變量；利用統(tǒng)計的方法，針對不確定性節(jié)點注入功率，求取微電網(wǎng)潮流的均值，并得到最后一次迭代的雅克比矩陣均值；利用各節(jié)點注入功率的各階半不變量和最后一次迭代的雅克比矩陣均值，求取系統(tǒng)狀態(tài)變量的各階半不變量；根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)變量的各階半不變量求取它們概率分布函數(shù)對應的Gram-Charlier級數(shù)各項系數(shù)；利用Gram-Charlier級數(shù)截尾近似表示狀態(tài)變量的概率分布，并可求取越限等事件的概率。本發(fā)明提出利用半不變量與Gram-Charlier級數(shù)的概率論與數(shù)理統(tǒng)計概念，實現(xiàn)微電網(wǎng)概率潮流的求解，能夠反映不確定性，并有助于微電網(wǎng)規(guī)劃、運行人員對微電網(wǎng)進行評估。
文檔編號H02J3/00GK102856903SQ20121033902
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權日2012年9月13日
發(fā)明者劉明波, 董萍, 簡淦楊, 趙建寧, 劉相槍, 王朝碩, 田應富 申請人:華南理工大學