負(fù)荷不確定性建模與靜態(tài)電壓穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.pdf

1、近年來(lái)，電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、發(fā)輸電方式、控制管理手段、負(fù)荷類(lèi)型等因素發(fā)展變化迅猛，保障系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定面臨更多挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有文獻(xiàn)針對(duì)靜態(tài)電壓穩(wěn)定領(lǐng)域的研究成果主要存在以下三點(diǎn)不足：（1）對(duì)負(fù)荷的不確定性建模過(guò)于簡(jiǎn)單，鮮有文獻(xiàn)同時(shí)涵蓋來(lái)自綜合負(fù)荷初荷耗量、負(fù)荷增長(zhǎng)方向及功率因數(shù)、負(fù)荷出現(xiàn)增長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)三個(gè)階段中隨機(jī)因素的影響；（2）連續(xù)潮流方法局限于確定性研究領(lǐng)域，其采用的恒功率負(fù)荷模型過(guò)于理想，未能計(jì)及實(shí)際負(fù)荷特性及存在于負(fù)荷中隨機(jī)因素的影響；（

2、3）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)極少分節(jié)點(diǎn)、線路及系統(tǒng)三個(gè)層面構(gòu)建，多數(shù)指標(biāo)仍以機(jī)理性推導(dǎo)為基礎(chǔ)，從最大傳輸容量、雅可比矩陣特征值、靈敏度等角度進(jìn)行確定性評(píng)價(jià)。
　　本文以建立負(fù)荷不確定性模型、改進(jìn)連續(xù)潮流算法和構(gòu)建靜態(tài)電壓穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系為基礎(chǔ)，提出一種基于負(fù)荷不確定性建模的靜態(tài)電壓穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。
　　負(fù)荷不確定性模型包括三部分：首先采用改進(jìn)模糊聚類(lèi)方法、Cholesky分解和多維正態(tài)分布抽樣技術(shù)得到初始負(fù)荷波動(dòng)模型；之后以歷史負(fù)荷數(shù)

3、據(jù)為基礎(chǔ)，以相關(guān)系數(shù)和互信息量為評(píng)判體系，根據(jù)負(fù)荷曲線相似度將節(jié)點(diǎn)分群，得到負(fù)荷出現(xiàn)增長(zhǎng)的節(jié)點(diǎn)群識(shí)別模型；最后基于蒙特卡羅方法，同時(shí)計(jì)及負(fù)荷增長(zhǎng)方向及增長(zhǎng)過(guò)程中功率因數(shù)的隨機(jī)變化，建立負(fù)荷隨機(jī)增長(zhǎng)模型。本文提出的負(fù)荷不確定性模型能夠更實(shí)際地模擬電網(wǎng)負(fù)荷變化狀態(tài)，且易于植入潮流算法中。
　　針對(duì)傳統(tǒng)連續(xù)潮流算法在模擬負(fù)荷特性和計(jì)及不確定性因素方面的不足，本文提出一種含負(fù)荷不確定性模型的蒙特卡羅-改進(jìn)連續(xù)潮流算法。該方法通過(guò)修改節(jié)點(diǎn)導(dǎo)

4、納矩陣、化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得連續(xù)潮流算法能夠計(jì)及綜合負(fù)荷特性的影響；利用二分搜索技術(shù)提高運(yùn)算效率、克服連續(xù)法求解電壓崩潰點(diǎn)的早熟問(wèn)題；將含綜合負(fù)荷模型的連續(xù)潮流算法與蒙特卡羅方法結(jié)合，使其能夠計(jì)及存在于負(fù)荷中的不確定性因素，該算法還可方便計(jì)及電網(wǎng)中各種元件的概率分布特性。通過(guò)算例分析及算法對(duì)比，驗(yàn)證了本文所提算法的正確性及其優(yōu)異性能。
　　靜態(tài)電壓穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系主要包括負(fù)荷不確定性建模，潮流運(yùn)算模型和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)三部分。首先根據(jù)歷

5、史負(fù)荷數(shù)據(jù)建立負(fù)荷不確定性模型，之后采用含負(fù)荷不確定性模型的蒙特卡羅-改進(jìn)連續(xù)潮流算法進(jìn)行潮流運(yùn)算，最后計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)，識(shí)別高靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)包括全網(wǎng)平均載荷風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)、節(jié)點(diǎn)低壓載荷風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)、線路傳輸功率占比風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)和線路傳輸極限裕度風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)四類(lèi)，分別描述整個(gè)系統(tǒng)、線路和節(jié)點(diǎn)三個(gè)層面的靜態(tài)電壓穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)。
　　最后以太原110kV電網(wǎng)為例，從風(fēng)險(xiǎn)水平、薄弱區(qū)域、參數(shù)概率密度分布等角度，對(duì)系統(tǒng)分別進(jìn)行全局性和局部性風(fēng)