一种基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法包括：采集配电网负荷历史数据与光照历史数据，利用非参数核密度估计方法，分别计算得到配电网负荷和光伏出力的概率密度分布函数；采用蒙特卡洛模拟方法，模拟生成配电网负荷场景与光伏出力场景，利用快速前代消除技术获得配电网典型运行场景集合；建立设备级节点电压、支路潮流越限风险指标，评估配电网中电压、电流越限情况，建立系统级切负荷、弃光风险指标，量化配电网系统级风险；采用概率潮流方法，进行各场景下的配电网运行风险评估；整理归纳得到配电网风险评估结果。本发明专利技术减少了运行模拟的计算量，同时保证削减后的场景集尽可能逼近原始场景。后的场景集尽可能逼近原始场景。后的场景集尽可能逼近原始场景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法


[0001]本专利技术涉及电力系统调度与规划领域，具体为一种基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法。

技术介绍

[0002]“碳达峰、碳中和”目标的提出给电力系统的建设与发展提出了新的要求，随着国家对新能源发电的大力支持，尤其是光伏发电、风电的不断发展，新能源在电力系统中所占比例越来越大。此外，随着社会不断发展，灵活性负荷也越来越多。其中配电网作为新能源发电、灵活性负荷无序接入的主要场景，源荷不确定性给配电网带来了很大的风险，包括设备级过电压、潮流越限，系统级切负荷、弃光等诸多问题，在此背景下，有必要开展主动配电网多层级风险评估。同时，可为配电网风险防控提供参考依据，降低配电网运行不必要的损失。

技术实现思路

[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0004]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]因此，本专利技术解决的技术问题是：配电网作为新能源发电、灵活性负荷无序接入的主要场景，源荷不确定性给配电网带来了很大的风险，包括设备级过电压、潮流越限，系统级切负荷、弃光等诸多问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法，包括：
[0007]采集配电网负荷历史数据与光照历史数据，利用非参数核密度估计方法，分别计算得到配电网负荷和光伏出力的概率密度分布函数；
[0008]采用蒙特卡洛模拟方法，模拟生成配电网负荷场景与光伏出力场景，利用快速前代消除技术获得配电网典型运行场景集合；
[0009]建立设备级节点电压、支路潮流越限风险指标，评估配电网中电压、电流越限情况，建立系统级切负荷、弃光风险指标，量化配电网系统级风险；
[0010]采用概率潮流方法，进行各场景下的配电网运行风险评估；
[0011]基于各配电网典型运行场景下的配电网风险情况以及相应的场景概率，整理归纳得到配电网风险评估结果。
[0012]作为本专利技术所述的基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法的一种优选方案，其中：所述煤垛分为四层，所述非参数核密度估计方法包括，
[0013]选取X1,X2,
···
,X
n
为n个离散随机样本，其概率密度分布函数f(x)未知，X的经验分布函数为：
[0014][0015]根据F
n
(x)及导数的定义得概率密度估计：
[0016][0017]选取核函数，得出概率密度核估计为：
[0018][0019]其中，K(
·
)为核函数，h为带宽，n为样本容量。
[0020]作为本专利技术所述的基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法的一种优选方案，其中：所述所述快速前代消除技术包括，
[0021]计算每个场景之间的向量范数DT＝DT(ξ
S
,ξ
S'
)；
[0022]其中，S为生成的初始场景，DT为各场景之间的距离，ξ
S
(S＝1，2，
…
，N)为样本空间X中的场景；
[0023]对每个场景a，计算得到距离场景a最小的场景b：DT
a
(b)＝minDT
a,b
,a,b∈S且a≠b；
[0024]计算场景S与场景S'的概率：
[0025]PD
S
＝∑
S≠S'
P
S
*DT(ξ
S
,ξ
S'
),(S＝1,2,
…
,N)
[0026]其中，k为场景索引，找到PD
k
＝minPD
S
为削减后场景，DS为需要削减的场景；
[0027]令S＝S
‑
{k},DS＝DS+{k}，且P
a
＝P
b
+P
k
；
[0028]重复概率计算过程，最后得到削减后的场景。
[0029]作为本专利技术所述的基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法的一种优选方案，其中：所述节点电压越限风险指标的计算包括，
[0030]定义场景w时刻t节点i电压的越限量ω
w
(V
i
)：
[0031][0032]其中，V
i,t
为时刻t节点i电压幅值的标幺值，V
max
、V
min
分别为系统节点电压幅值的上、下限；
[0033]采用指数型效用函数描述时刻t节点i电压越限严重度指标S
w
[ω(V
i,t
)]，计算式为：
[0034][0035]其中，e为自然对数的底数；
[0036]计算场景w节点i电压越限风险指标R
w
(V
i
)：
[0037][0038]其中，T为当前风险评估的评估时域。
[0039]作为本专利技术所述的基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法的一种优选方案，其中：所述支路潮流越限风险指标的计算包括，
[0040]定义场景w时刻t支路j潮流的越限量ω
w
(I
j,t
)：
[0041][0042]其中，I
j,t
为时刻t支路j潮流幅值的标幺值，I
jmax
为支路j所允许的支路潮流上限；
[0043]采用指数型效用函数描述时刻t支路j潮流越限严重度指标S
w
[ω(I
j,t
)]，计算式为：
[0044][0045]计算场景w支路j潮流越限风险指标R
w
(I
j
)：
[0046][0047]作为本专利技术所述的基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法的一种优选方案，其中：所述系统级切负荷风险指标的计算包括，
[0048]定义场景w系统级切负荷风险指标其计算式为：
[0049][0050]其中，PLC
i,t
为时刻t节点i切负荷量，PL
i,t
为时刻t节点i负荷量，N为节点数；
[0051]所述系统级弃光风险指标的计算包括，定义场景w系统级弃光风险指标其计算公式为：
[0052][0053]其中，PRC
i,t
为时刻t节点i的弃光量，PV
i,t
为节点i的发电量，N
PV
为光伏接入的节点数。
[0054]作为本专利技术所述的基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法的一种优选方案，其中：所述风险评估包括，<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法，其特征在于，包括：采集配电网负荷历史数据与光照历史数据，利用非参数核密度估计方法，分别计算得到配电网负荷和光伏出力的概率密度分布函数；采用蒙特卡洛模拟方法，模拟生成配电网负荷场景与光伏出力场景，利用快速前代消除技术获得配电网典型运行场景集合；建立设备级节点电压、支路潮流越限风险指标，评估配电网中电压、电流越限情况，建立系统级切负荷、弃光风险指标，量化配电网系统级风险；采用概率潮流方法，进行各场景下的配电网运行风险评估；基于各配电网典型运行场景下的配电网风险情况以及相应的场景概率，整理归纳得到配电网风险评估结果。2.如权利要求1所述的基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法，其特征在于：所述煤垛分为四层，所述非参数核密度估计方法包括，选取X1,X2,
···
,X
n
为n个离散随机样本，其概率密度分布函数f(x)未知，X的经验分布函数为：(X1,X2,
···
,X
n
中小于x的个数)根据F
n
(x)及导数的定义得概率密度估计：选取核函数，得出概率密度核估计为：其中，K(
·
)为核函数，h为带宽，n为样本容量。3.如权利要求2所述的基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法，其特征在于：所述所述快速前代消除技术包括，计算每个场景之间的向量范数DT＝DT(ξ
S
,ξ
S'
)；其中，S为生成的初始场景，DT为各场景之间的距离，ξ
S
(S＝1，2，
…
，N)为样本空间X中的场景；对每个场景a，计算得到距离场景a最小的场景b：DT
a
(b)＝minDT
a,b
,a,b∈S且a≠b；计算场景S与场景S'的概率：PD
S
＝∑
S≠S'
P
S
*DT(ξ
S
,ξ
S'
),(S＝1,2,
…
,N)其中，k为场景索引，找到PD
k
＝minPD
S
为削减后场景，DS为需要削减的场景；令S＝S
‑
{k},DS＝DS+{k}，且P
a
＝P
b
+P
k
；重复概率计算过程，最后得到削减后的场景。4.如权利要求3所述的基于概率潮流的主动配电网多层级风险评估方法，其特征在于：所述节点电压越限风险指标的计算包括，定义场景w时刻t节点i电压的越限量ω
w
(V
i
)：
其中，V
i,t
为时刻t节点i电压幅值的标幺值，V
max
、V
min
分别为系统节点电压幅值的上、下限；采用指数型效用函数描述时刻t节点i电压越限严重...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈巨龙，张裕，马蕊，刘文霞，李凌阳，丁一，何向刚，胡江，张兆丰，杨婕睿，罗洋，唐学用，秦柯，邓浩，李震，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：