得到提升，供電裕度增加。 隨即的幾次負(fù)荷增長(zhǎng)也都分別引起越限，解除瓶頸后均使得供電能力增加?？梢?jiàn)供電瓶頸 是制約供電能力的關(guān)鍵，找到并解除供電瓶頸是提升系統(tǒng)供電能力的有效手段。
[0120] 在負(fù)荷增長(zhǎng)的過(guò)程中，占據(jù)瓶頸序列第一位的供電瓶頸最先約束系統(tǒng)供電能力的 增長(zhǎng)，因此供電瓶頸序列中的瓶頸排序即為各瓶頸待解除緊急程度的排序，排序越靠前越 亟待解決。
[0121] 表4 14:00時(shí)刻系統(tǒng)供電能力及供電裕度隨供電瓶頸解除的變化
[0122]
[0123] 為了分析序列各位置體現(xiàn)出的瓶頸重要程度，引入層次分析法。目標(biāo)層A為供電 瓶頸的重要性排序；準(zhǔn)則層B中設(shè)隊(duì)至B 5共5個(gè)準(zhǔn)則，各準(zhǔn)則代表了供電瓶頸在瓶頸序列 中的排序，即Bx表示該瓶頸在序列的排序?yàn)閄。不設(shè)指標(biāo)層。
[0124] 建立判斷矩陣：
[0126] 經(jīng)一致性檢驗(yàn)，認(rèn)為該判斷矩陣具有滿意的一致性。由于本發(fā)明只涉及單層準(zhǔn)則 層，因此，進(jìn)行層次單排序，即可得到關(guān)于瓶頸排序的權(quán)重向量W，W = (0. 5128, 0. 2615, 0. 1 29, 0. 0634, 0. 0333) 〇
[0127] 統(tǒng)計(jì)各個(gè)時(shí)刻中，各個(gè)瓶頸出現(xiàn)在序列中各位置的頻次，與W進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算，即可 得到供電瓶頸重要性排序（取前五個(gè)瓶頸）：T10-11、T13-14、T18-19、V11、V7。
[0128] 由于系統(tǒng)發(fā)生越限之后將約束條件完全去除是不實(shí)際的，因此采用小步長(zhǎng)增長(zhǎng)設(shè) 備容量的方式。以17:00時(shí)刻為例，如圖9所示?？梢钥闯?，按照10%或20%的步長(zhǎng)增長(zhǎng) T10-11的容量上限后，在負(fù)荷持續(xù)增長(zhǎng)的過(guò)程中，其再次成為供電瓶頸?？梢?jiàn)T10-11的 容量不足是約束供電能力增長(zhǎng)的重要因素，對(duì)其進(jìn)行充分?jǐn)U容可以較為顯著地提高供電能 力。
[0129] 此外，在實(shí)施例一中得到的供電瓶頸重要性排序中，T10-11排在首位，這也體現(xiàn)了 對(duì)該變壓器進(jìn)行充分?jǐn)U容的關(guān)鍵性作用。
[0130] 另一方面，結(jié)合圖8可以看出，接入更多的分布式電源同樣可以緩解負(fù)荷增長(zhǎng)帶 來(lái)的容量不足，提高系統(tǒng)的供電能力。其優(yōu)化接入和調(diào)度方式對(duì)供電能力也是有改善的。
[0131] 本發(fā)明基于負(fù)荷及分布式電源出力的時(shí)序特性提出了一種含分布式電源的配電 網(wǎng)供電能力實(shí)時(shí)評(píng)估方法，該方法考慮了配電網(wǎng)中多種分布式電源接入的情況，不僅能夠 計(jì)算供電能力和供電裕度，而且能夠找到限制供電能力提升的供電瓶頸序列，并根據(jù)層次 分析法得到最為重要的瓶頸序列。
[0132] 分布式電源的接入能夠在一定程度上提高配電網(wǎng)的供電能力，緩解其供電壓力， 但分布式電源出力的隨機(jī)性和間歇性往往會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的供電能力造成一系列不確定性的 影響。供電能力的實(shí)時(shí)評(píng)估可以幫助調(diào)度人員及時(shí)地了解配電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平，從而有 效地降低由于分布式電源接入所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0133] 供電瓶頸的解除能夠較大幅度地增加供電裕度，提升配電網(wǎng)的供電能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于預(yù)測(cè)技術(shù)的主動(dòng)配電網(wǎng)供電能力實(shí)時(shí)評(píng)估方法，其特征在于：其步驟如 下： (1) 采用基于相似日小波支持向量機(jī)的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)； (2) 采用基于緊致型小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)方法對(duì)分布式電源出力進(jìn)行預(yù)測(cè)； (3) 基于步驟（1)、（2)建立配電網(wǎng)在滿足支路功率約束和節(jié)點(diǎn)電壓約束的條件下所能 供應(yīng)的最大負(fù)荷數(shù)學(xué)模型； (4) 利用潮流法對(duì)步驟（3)的模型依次進(jìn)行負(fù)荷的增長(zhǎng)模式的確定、臨界點(diǎn)的確定、供 電瓶頸序列的確定。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于預(yù)測(cè)技術(shù)的主動(dòng)配電網(wǎng)供電能力實(shí)時(shí)評(píng)估方法，其特征 在于：步驟（1)中負(fù)荷預(yù)測(cè)采用小波變換將各相似日的負(fù)荷序列分解為低頻部分和高頻部 分；然后利用支持向量機(jī)對(duì)各部分進(jìn)行預(yù)測(cè)，并將預(yù)測(cè)值進(jìn)行疊加得到完整的負(fù)荷預(yù)測(cè)值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于預(yù)測(cè)技術(shù)的主動(dòng)配電網(wǎng)供電能力實(shí)時(shí)評(píng)估方法，其特征 在于：步驟（2)中分布式電源的出力預(yù)測(cè)采用基于緊致型小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)方法對(duì)其出 力進(jìn)行預(yù)測(cè)，其基本步驟為通過(guò)利用小波函數(shù)直接取代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中隱含層的激勵(lì)函數(shù)來(lái)實(shí) 現(xiàn)小波分析與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，得到輸出信號(hào)序列。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于預(yù)測(cè)技術(shù)的主動(dòng)配電網(wǎng)供電能力實(shí)時(shí)評(píng)估方法，其特征 在于：步驟（3)中的模型，其目標(biāo)函數(shù)可W表示為：式中：町為配電網(wǎng)能夠供應(yīng)的最大有功負(fù)荷；N為負(fù)荷點(diǎn)數(shù)；PU為負(fù)荷點(diǎn)i處的有功負(fù) 荷； 其約束條件為：式中恥、Pd郝PU分別為節(jié)點(diǎn)i處發(fā)電機(jī)、分布式電源和負(fù)荷的有功功率；QW、Qd郝Qu分別為節(jié)點(diǎn)i處發(fā)電機(jī)、分布式電源和負(fù)荷的無(wú)功功率；GU和BIi分別為支路i-j的電 導(dǎo)和電納；0 1，為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間的功率角；U1、Uimax和Ur"分別為節(jié)點(diǎn)i處的電壓及 其上下限；Il和Irax分別為線路1的電流及其上限；ST和S/ax分別為變壓器T的功率及其 上限。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于預(yù)測(cè)技術(shù)的主動(dòng)配電網(wǎng)供電能力實(shí)時(shí)評(píng)估方法，其特征 在于：步驟（4)中負(fù)荷增長(zhǎng)模式采用基于相對(duì)增長(zhǎng)率的負(fù)荷增長(zhǎng)模式。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的基于預(yù)測(cè)技術(shù)的主動(dòng)配電網(wǎng)供電能力實(shí)時(shí)評(píng)估方法，其 特征在于：負(fù)荷增長(zhǎng)模式的確定步驟如下： 將一天劃分為24個(gè)時(shí)段，則負(fù)荷點(diǎn)i處的相對(duì)增長(zhǎng)率為：式中：為負(fù)荷點(diǎn)i處負(fù)荷的相對(duì)增長(zhǎng)率；P^max和P 分別為24個(gè)時(shí)段中負(fù)荷點(diǎn)i 處負(fù)荷的最大值和最小值； 由此，配電網(wǎng)中基于相對(duì)增長(zhǎng)率的負(fù)荷增長(zhǎng)模式可W表示如下：式中：Pu(m)為負(fù)荷增長(zhǎng)m次之后負(fù)荷點(diǎn)i處的負(fù)荷值；Pu(O)為負(fù)荷點(diǎn)i處負(fù)荷的初 始值；Pu' (m)為負(fù)荷增長(zhǎng)m次之后負(fù)荷點(diǎn)i處的凈負(fù)荷值；Pdi為負(fù)荷點(diǎn)i處分布式電源的 出力；町(m)為負(fù)荷增長(zhǎng)m次之后整個(gè)配電網(wǎng)的負(fù)荷值；町'（m)為負(fù)荷增長(zhǎng)m次之后整個(gè)配 電網(wǎng)的凈負(fù)荷值。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于預(yù)測(cè)技術(shù)的主動(dòng)配電網(wǎng)供電能力實(shí)時(shí)評(píng)估方法，其特征 在于：步驟（4)中臨界點(diǎn)的確定是給定初始值m=m。，依次調(diào)用Pl' (km。）化=1, 2, 3'-） 進(jìn)行潮流計(jì)算，直到系統(tǒng)第一次發(fā)生越限為止，記此時(shí)k=k。，則系統(tǒng)的供電能力必然處于 Pl[化。-l)m〇]和Pl化。m。）之間；給定精度e= ￡〇,令a=化。-l)m〇，b=k〇m。，區(qū)間[a，b]的 中點(diǎn)設(shè)為C，調(diào)用町'（C)進(jìn)行潮流計(jì)算，若系統(tǒng)不越限則令a=C，否則令b=C，重復(fù)W上 步驟直到滿足精度要求，即b-a<e。，輸出町(a)的值即為當(dāng)前配電網(wǎng)的供電能力。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于預(yù)測(cè)技術(shù)的主動(dòng)配電網(wǎng)供電能力實(shí)時(shí)評(píng)估方法，其特征 在于：步驟（4)中供電瓶頸序列的確定是待步驟（4)中臨界點(diǎn)確定后，記錄發(fā)生越限的負(fù)荷 點(diǎn)（即供電瓶頸）的節(jié)點(diǎn)號(hào)及其越限的約束條件，并放寬該約束，即若由于節(jié)點(diǎn)電壓不滿足 約束條件而越限，則放寬節(jié)點(diǎn)電壓約束；繼續(xù)增長(zhǎng)負(fù)荷，確定下一個(gè)供電瓶頸；W此循環(huán)， 即可得到某時(shí)刻下的供電瓶頸節(jié)點(diǎn)號(hào)的序列。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于預(yù)測(cè)技術(shù)的主動(dòng)配電網(wǎng)供電能力實(shí)時(shí)評(píng)估方法，其特征 在于：供電瓶頸序列的確定中設(shè)及節(jié)點(diǎn)電壓越限、變壓器功率越限、線路功率越限3種越限 形式。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的基于預(yù)測(cè)技術(shù)的主動(dòng)配電網(wǎng)供電能力實(shí) 時(shí)評(píng)估方法，其特征在于：其具體實(shí)時(shí)評(píng)估方法如下： 1) 將未來(lái)的一天劃分為24個(gè)時(shí)段，預(yù)測(cè)每個(gè)時(shí)段負(fù)荷點(diǎn)i處的負(fù)荷值PuW及分布式 電源的出力Pdi(無(wú)分布式電源時(shí)Pdi=O); 2) 針對(duì)每一個(gè)時(shí)段，給定初始值m=m。，計(jì)增長(zhǎng)負(fù)荷W來(lái)系統(tǒng)累計(jì)發(fā)生越限的次數(shù)為 g，調(diào)用IV(km。）化=1，2, 3''〇進(jìn)行潮流計(jì)算，直到系統(tǒng)第一次發(fā)生越限為止，即g= 1，記 此時(shí)k=k。； 如給定精度e=e。，令a=化。-l)m。，b=k(jm。，構(gòu)造閉區(qū)間[a,b]并用半分法求取 滿足精度要求的臨界點(diǎn)，此時(shí)負(fù)荷點(diǎn)i處的負(fù)荷值為Pu(a); 4)將臨界點(diǎn)處各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷值進(jìn)行累加，即得系統(tǒng)的供電能力；f5)若系統(tǒng)發(fā)生電壓越限，記G(l，g) =i，并令Ur"= 〇，urx=IOOUimax;若系統(tǒng)發(fā)生變 壓器功率越限，記6(2，扣=1，并令5,,^^=1〇〇5,,^^若為線路功率越限，記6(3，扣=王， 并令Si,IOOSi,^max. 6) 繼續(xù)增長(zhǎng)負(fù)荷至得到5個(gè)瓶頸節(jié)點(diǎn)，即g= 5 ; 7) 輸出供電瓶頸序列G; 8) 將各個(gè)時(shí)段系統(tǒng)的供電能力及供電瓶頸的變化制成曲線與表格供調(diào)度人員參考。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于預(yù)測(cè)技術(shù)的主動(dòng)配電網(wǎng)供電能力實(shí)時(shí)評(píng)估方法，涉及電力系統(tǒng)調(diào)度高級(jí)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括如下步驟：(1)采用基于相似日小波支持向量機(jī)的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)；(2)采用基于緊致型小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)方法對(duì)分布式電源出力進(jìn)行預(yù)測(cè)；(3)基于步驟(1)、(2)建立配電網(wǎng)在滿足支路功率約束和節(jié)點(diǎn)電壓約束的條件下所能供應(yīng)的最大負(fù)荷數(shù)學(xué)模型；(4)利用潮流法對(duì)步驟(3)的模型依次進(jìn)行負(fù)荷的增長(zhǎng)模式的確定、臨界點(diǎn)的確定、供電瓶頸序列的確定。本發(fā)明能夠?qū)ξ磥?lái)一段時(shí)間內(nèi)配電網(wǎng)的供電能力和供電裕度進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估，還能夠使調(diào)度人員能夠根據(jù)評(píng)估結(jié)果提前采取相應(yīng)的措施以保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。
【IPC分類】H02J3/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105375461
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510404650
【發(fā)明人】楊文海, 高亞靜, 朱靜, 王敬敏
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)（保定）
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年7月10日