專利名稱：求解含分布式電源的配電網(wǎng)不確定性潮流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種求解含分布式電源的配電網(wǎng)不確定性潮流的方法。
背景技術(shù)：
潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛、最基本和最重要的一種電氣運(yùn)算，它是電網(wǎng)規(guī)劃和調(diào)度的基礎(chǔ)。實(shí)際的電力市場(chǎng)環(huán)境面臨著大量的不確定因素，近年來微網(wǎng)的發(fā)展又引入了包括風(fēng)光等可再生能源電源的隨機(jī)性和不可預(yù)測(cè)性。而基于傳統(tǒng) 的確定性潮流的規(guī)劃和調(diào)度模型都致力于追求初始投資或發(fā)電費(fèi)用的最小化，這會(huì)造成未來的網(wǎng)絡(luò)在某個(gè)運(yùn)行條件下應(yīng)對(duì)不確定因素波動(dòng)的能力較弱，有時(shí)較小的波動(dòng)就可能會(huì)造成線路傳輸容量或節(jié)點(diǎn)電壓的越限。計(jì)及不確定因素的影響計(jì)算系統(tǒng)潮流，可以確保規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)留有一定的安全裕度，并且為調(diào)度人員發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中的薄弱環(huán)節(jié)、做出預(yù)想事故從而調(diào)整運(yùn)行方案提供參考。因此，不確定性潮流是解決不確定因素下系統(tǒng)安全性問題最基本的途徑。對(duì)于不確定性的處理一般有兩種方法第一種為多場(chǎng)景技術(shù)，主要處理難以用數(shù)學(xué)模型表示的不確定性因素；第二種為基于不確定信息的數(shù)學(xué)描述方法，通常分為概率分析法、模糊數(shù)學(xué)法、區(qū)間分析法等。多場(chǎng)景技術(shù)的主要不足在于缺乏數(shù)學(xué)理論的支持，其計(jì)算量會(huì)隨著場(chǎng)景數(shù)量的增多而遞增，且沒有考慮各個(gè)場(chǎng)景之間的區(qū)別和聯(lián)系。數(shù)學(xué)描述方法彌補(bǔ)了多場(chǎng)景技術(shù)理論支撐不足的缺陷，但它只考慮了單一的不確定性，而客觀上不確定性所包含的信息往往不是單一的，而是具有隨機(jī)性、模糊性、區(qū)間性等兩種或兩種以上的不確定性信息，采用單一的處理方法會(huì)導(dǎo)致信息一定程度上的失真。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種結(jié)合聯(lián)系數(shù)和模糊模擬求解配電網(wǎng)不確定性潮流的方法，通過引入聯(lián)系數(shù)和模糊數(shù)綜合表達(dá)不確定因素，從而同時(shí)考慮了不確定因素的區(qū)間性和模糊性，體現(xiàn)不確定因素所包含信息的多樣性，彌補(bǔ)以往對(duì)不確定性描述單一性的不足。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為本發(fā)明求解含分布式電源的配電網(wǎng)不確定性潮流的方法的特點(diǎn)是所述含分布式電源的配電網(wǎng)是指接入有可再生能源電源、微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池的配電網(wǎng)，所述方法按如下步驟進(jìn)行步驟I、將不確定參數(shù)ξ i表達(dá)為聯(lián)系數(shù)形式ξ J=A^Bi λ i (I)式(I)中，i = 1，2，…，m, m為不確定參數(shù)的總個(gè)數(shù)，Ai為所述不確定參數(shù)ξ i的確定值，由對(duì)所述不確定參數(shù)的歷史記錄數(shù)據(jù)求均值得到，Bi λ i為所述不確定參數(shù)ξ ,的波動(dòng)值,Bi由所述不確定參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)中的最大值減去Ai得到，Xi e [-1, I];所述不確定參數(shù)是指由于隨機(jī)性和不可預(yù)測(cè)性導(dǎo)致的具有不確定性屬性的參數(shù)，包括可再生能源電源的輸出功率和負(fù)荷預(yù)測(cè)值；步驟2、將所述聯(lián)系數(shù)所表述的最大取值區(qū)間[Ai-Bi, Ai+Bi]隨機(jī)劃分為η個(gè)連續(xù)的子區(qū)間au，其中j = I, 2，-,n, Bij表示第i個(gè)不確定參數(shù)的第j個(gè)子區(qū)間；根據(jù)歷史記錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)所述不確定參數(shù)落在子區(qū)間au內(nèi)的頻率作為所述不確定參數(shù)在子區(qū)間au內(nèi)的可信度a u，并假設(shè)在子區(qū)間au內(nèi)所述不確定參數(shù)服從模糊隸屬度函數(shù)μ u ；步驟3、按如下方法求解含分布式電源的配電網(wǎng)不確定性潮流；①對(duì)所述不確定參數(shù)Ii，在每一個(gè)子區(qū)間au內(nèi)均勻抽樣M次共產(chǎn)生η組抽樣值
為根據(jù)模糊隸屬度函數(shù)計(jì)算每一個(gè)抽樣值的模糊隸屬度值；·式⑵中，k= 1，2，…，M H表示第i個(gè)不確定參數(shù)在第j個(gè)子區(qū)間內(nèi)的第k個(gè)抽樣值；②在每一組抽樣值內(nèi)隨機(jī)選擇一個(gè)抽樣值^，其中1^_表示在第j個(gè)子區(qū)間內(nèi)選擇的是第h個(gè)抽樣值，按式(3)計(jì)算第i個(gè)不確定參數(shù)的第k個(gè)抽樣值j(3)
戶1/ /二 I并計(jì)算抽樣值0/的可能性測(cè)度記為vf =Wayp/j ；③根據(jù)①②得到每一個(gè)不確定參數(shù)的M個(gè)抽樣值并作為一組抽樣值，將所有不確定參數(shù)的m組抽樣值表示為
{θ^θ ,...χ,...β^ θιθι...,θ^,...,θ^ ... ；... ； Q1mMi…β …(4)根據(jù)每個(gè)不確定參數(shù)的第k個(gè)抽樣值.，由前推回代法計(jì)算所述含分布式電源的配電網(wǎng)潮流，得到M個(gè)潮流結(jié)果表示為，…，,…，
) ’簡寫為f( θ O，f( θ 2)，…，f( Θ k)，…，f( θ Μ)，其中f ()表示節(jié)點(diǎn)電壓幅值、節(jié)點(diǎn)電壓相角或支路電流；④逐個(gè)比較所述M個(gè)潮流結(jié)果，得到f O的最小值a和最大值b，由所述最小值a和最大值b構(gòu)成一個(gè)區(qū)間[a, b]；⑤從所述區(qū)間[a，b]中按式(5)均勻產(chǎn)生N個(gè)數(shù)η=α+^{/-\)(5)
/V-I式(5)中，I = 1，2，· · ·，N，Γι是均勻產(chǎn)生的第I個(gè)數(shù)；⑥令 I = I，e = O ;⑦如果!T1彡 O,則令 e = e+Cr {f O 彡 rx},如果!^〈0,則令 e = e~Cr {f O < rj ,其中Cr{f()彡rx}和Cr{f() ( rx}分別按式(6)和式(7)進(jìn)行計(jì)算
) > η\ =丄(max |\λ |/( 9Λ) > /;| 十 mm \ I -ν /'(θν) < /;Π(6)(>{/{ ) < /；} =|(max Jvx |./(θ") < /；} + min j I-ν, /W) > /r}j(7)式(6)和式(7)中，Vk是對(duì)應(yīng)潮流計(jì)算結(jié)果f( Θ k)的所有不確定參數(shù)的第k個(gè)抽
mm
樣值的可能性測(cè)度的加權(quán)和，。=Σω,<，其中，Wi是/的權(quán)重系數(shù)；
/二 I/=1i⑧令I(lǐng) = 1+1，重復(fù)步驟⑦，當(dāng)I = N時(shí)結(jié)束，得到e的最終值；⑨由式⑶計(jì)算f()的期望值E[f()]
Ij _ /y
/；'[ ./()] = V O + / λ O + e·—~(S)
N式⑶中，a V 0表不取a和0的較大值，b Λ O表不取b和O的較小值；步驟4、定義滿意度指標(biāo)λ為所有隸屬度值中最大值與最小值的差值A(chǔ) = max{% )}-，利用不同抽樣次數(shù)下滿意度指標(biāo)的變化趨勢(shì)對(duì)
不確定性潮流結(jié)果進(jìn)行比較分析。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在本發(fā)明針對(duì)信息不確定性的多樣性，以聯(lián)系數(shù)和模糊數(shù)相結(jié)合的模型來描述不確定參數(shù)，綜合考慮了不確定因素所包含信息的區(qū)間性和模糊性，從而使所描述的不確定模型更加全面地反映實(shí)際情況和預(yù)測(cè)未來的電力市場(chǎng)環(huán)境，具有更高的準(zhǔn)確性?？紤]不確定性的潮流計(jì)算計(jì)及了未來網(wǎng)絡(luò)的不確定因素，更加全面地反映了未來網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行特征，同時(shí)作為電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)可保證規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)留有一定的安全裕度，作為電網(wǎng)調(diào)度的基礎(chǔ)可為調(diào)度人員發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中的薄弱環(huán)節(jié)、做出預(yù)想事故從而調(diào)整運(yùn)行方案提供參考。


圖I為本發(fā)明所涉及的求解含分布式電源的配電網(wǎng)不確定性潮流的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例中含分布式電源的配電網(wǎng)是指接入有可再生能源電源、微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池的配電網(wǎng)，求解含分布式電源的配電網(wǎng)不確定性潮流的方法按如下步驟進(jìn)行步驟I、將不確定參數(shù)ξ i表達(dá)為聯(lián)系數(shù)形式ξ ^+B1 λ i ⑴式(I)中，i = 1，2，…，m，m為不確定參數(shù)的總個(gè)數(shù)，Ai為不確定參數(shù)ξ i的確定值，由對(duì)不確定參數(shù)的歷史記錄數(shù)據(jù)求均值得到，Bi λ i為不確定參數(shù)ξ i的波動(dòng)值，Bi由不確定參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)中的最大值減去Ai得到，XiG [-1，I];不確定參數(shù)是指由于隨機(jī)性和不可預(yù)測(cè)性導(dǎo)致的具有不確定性屬性的參數(shù)，包括可再生能源電源的輸出功率和負(fù)荷預(yù)測(cè)值；參數(shù)的不確定性本質(zhì)上就是在一個(gè)確定值基礎(chǔ)上的上下波動(dòng)，即表現(xiàn)為確定性與不確定性共存。聯(lián)系數(shù)就是這樣一種把確定性和不確定性作為一個(gè)整體進(jìn)行研究的方法。它不僅把一個(gè)具體的數(shù)與這個(gè)數(shù)所在的區(qū)間范圍聯(lián)系起來，更把一個(gè)具體的數(shù)與它所在范圍內(nèi)的確定性與不確定性聯(lián)系起來，使得一定范圍內(nèi)的確定性與不確定性的相互聯(lián)系、滲透、制約與轉(zhuǎn)化在數(shù)量上得到客觀的反映。步驟2、將聯(lián)系數(shù)所表述的最大取值區(qū)間[Ai-Bi, AdBi]隨機(jī)劃分為η個(gè)連續(xù)的子區(qū)間au，其中j = I, 2，-,n, Bij表示第i個(gè)不確定參數(shù)的第j個(gè)子區(qū)間；根據(jù)歷史記錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不確定參數(shù)落在子區(qū)間au內(nèi)的頻率作為不確定參數(shù)在子區(qū)間au內(nèi)的可信度a iJ；并假設(shè)在子區(qū)間au內(nèi)不確定參數(shù)服從模糊隸屬度函數(shù)μ u ；考慮到聯(lián)系數(shù)模型僅能表現(xiàn)出不確定量的一個(gè)區(qū)間范圍，在這個(gè)區(qū)間內(nèi)不確定量的分布特征并沒有體現(xiàn)，因而不能準(zhǔn)確描述不確定量的變化情況。本發(fā)明采用了模糊隸屬度函數(shù)來描述這一特征。它可以避免不確定參數(shù)分布類型的假設(shè)，且對(duì)不確定參數(shù)間的獨(dú)立性不作要求，僅需根據(jù)實(shí)際情況確定不確定參數(shù)的變化范圍和假設(shè)不確定參數(shù)的隸屬度函數(shù)，計(jì)算比較簡單。這樣，就把不確定參數(shù)的區(qū)間性和模糊性聯(lián)系在一起，更加詳盡準(zhǔn)確地描述了不確定參數(shù)，體現(xiàn)了不確定參數(shù)所包含信息的多樣性?！?br> 步驟3、按如下方法求解含分布式電源的配電網(wǎng)不確定性潮流；①對(duì)不確定參數(shù)Ii，在每一個(gè)子區(qū)間au內(nèi)均勻抽樣M次共產(chǎn)生η組抽樣值為
{θ^ ,Ofl,..... ；... ； H,...，#，..”#} (2)根據(jù)模糊隸屬度函數(shù)計(jì)算每一個(gè)抽樣值的模糊隸屬度值;式⑵中，k= 1，2，…，M Θ表示第i個(gè)不確定參數(shù)在第j個(gè)子區(qū)間內(nèi)的第k個(gè)抽樣值；②在每一組抽樣值內(nèi)隨機(jī)選擇一個(gè)抽樣值Θ _中&表示在第j個(gè)子區(qū)間內(nèi)選擇的是第h個(gè)抽樣值，按式(3)計(jì)算第i個(gè)不確定參數(shù)的第k個(gè)抽樣值Θ/ fi"； /(3)
/=1 / /=1并計(jì)算抽樣值的可能性測(cè)度記為;傳統(tǒng)的模糊模擬步驟中只是在一個(gè)區(qū)間內(nèi)進(jìn)行均勻抽樣得到抽樣值，而本發(fā)明將每個(gè)子區(qū)間內(nèi)的抽樣值與該子區(qū)間的可信度聯(lián)系在一起，利用加權(quán)和的方式共同決定了最終的抽樣值，這樣就使得抽樣值依據(jù)可信度的大小更大概率的分布在相應(yīng)的區(qū)間范圍內(nèi)，準(zhǔn)確地反映實(shí)際情況；③根據(jù)①②得到每一個(gè)不確定參數(shù)的M個(gè)抽樣值并作為一組抽樣值，將所有不確定參數(shù)的m組抽樣值表示為
//9j G1 flA' β υ· /91 ft1 βλ Αα/· · βι β2 ft1' βι/· · f)1 Q1 β/: β·υ\ j4ι
,, ι^2 ^2，·**， / ^ i * * * /，,** , wm j V */根據(jù)每個(gè)不確定參數(shù)的第k個(gè)抽樣值|<，^，...，0/，...,％卜由前推回代法計(jì)算含分布式電源的配電網(wǎng)潮流，得到M個(gè)潮流結(jié)果表示為/(d..，0;，...C) , /(θ；-,θ；\...,θ;,...θ2Μ)，…，/(0f，U,K),…，
權(quán)利要求
1.一種求解含分布式電源的配電網(wǎng)不確定性潮流的方法，其特征在于所述含分布式電源的配電網(wǎng)是指接入有可再生能源電源、微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池的配電網(wǎng)，所述方法按如下步驟進(jìn)行 步驟I、將不確定參數(shù)ξ i表達(dá)為聯(lián)系數(shù)形式 I I=A^Bi λ J⑴ 式(I)中，i = 1，2，…，m, m為不確定參數(shù)的總個(gè)數(shù)，Ai為所述不確定參數(shù)ξ i的確定值，由對(duì)所述不確定參數(shù)的歷史記錄數(shù)據(jù)求均值得到，Bi λ i為所述不確定參數(shù)ξ ,的波動(dòng)值，Bi由所述不確定參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)中的最大值減去Ai得到，Xi e [-1，I];所述不確定參數(shù)是指由于隨機(jī)性和不可預(yù)測(cè)性導(dǎo)致的具有不確定性屬性的參數(shù)，包括可再生能源電源的輸出功率和負(fù)荷預(yù)測(cè)值； 步驟2、將所述聯(lián)系數(shù)所表述的最大取值區(qū)間[Ai-BpAfBi]隨機(jī)劃分為η個(gè)連續(xù)的子區(qū)間au，其中j = I, 2，-,n, Bij表示第i個(gè)不確定參數(shù)的第j個(gè)子區(qū)間；根據(jù)歷史記錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)所述不確定參數(shù)落在子區(qū)間au內(nèi)的頻率作為所述不確定參數(shù)在子區(qū)間au內(nèi)的可信度a u，并假設(shè)在子區(qū)間au內(nèi)所述不確定參數(shù)服從模糊隸屬度函數(shù)μ u ； 步驟3、按如下方法求解含分布式電源的配電網(wǎng)不確定性潮流； ①對(duì)所述不確定參數(shù)Ii，在每一個(gè)子區(qū)間au內(nèi)均勻抽樣M次共產(chǎn)生η組抽樣值為O]真爲(wèi),…於…;(2) 根據(jù)模糊隸屬度函數(shù)計(jì)算每一個(gè)抽樣值的模糊隸屬度值; 式(2)中，k= 1，2，···，M，#表示第i個(gè)不確定參數(shù)在第j個(gè)子區(qū)間內(nèi)的第k個(gè)抽樣值； ②在每一組抽樣值內(nèi)隨機(jī)選擇一個(gè)抽樣值#，其中h表示在第j個(gè)子區(qū)間內(nèi)選擇的是第h個(gè)抽樣值，按式(3)計(jì)算第i個(gè)不確定參數(shù)的第k個(gè)抽樣值Θ
全文摘要
本發(fā)明公開了一種求解含分布式電源的配電網(wǎng)不確定性潮流的方法，其特征在于含分布式電源的配電網(wǎng)是指接入有可再生能源電源、微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池的配電網(wǎng)，方法按如下步驟進(jìn)行將不確定參數(shù)表達(dá)為聯(lián)系數(shù)形式；將聯(lián)系數(shù)所表達(dá)的最大取值區(qū)間劃分為若干具有不同可信度的子區(qū)間并假設(shè)在每個(gè)子區(qū)間內(nèi)服從相應(yīng)的模糊隸屬度函數(shù)；設(shè)計(jì)模糊模擬算法求解不確定性潮流；根據(jù)不同抽樣次數(shù)下滿意度指標(biāo)的變化趨勢(shì)對(duì)不確定性潮流計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較分析。本發(fā)明以聯(lián)系數(shù)和模糊數(shù)相結(jié)合的模型來描述不確定參數(shù)，體現(xiàn)不確定因素所包含信息的多樣性，具有更高的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)H02J3/00GK102904252SQ201210410199
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者吳紅斌, 蔡亮, 丁明 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)