[发明专利]一种计及需求响应的多状态电力系统可靠性计算方法

说明书

本发明公开了一种计及需求响应的多状态电力系统可靠性计算方法。基于负荷的马尔可夫过程模型，建立计及需求响应的负荷多状态马尔可夫过程模型，其中的需求响应包括负荷削减和负荷转移；采用时序蒙特卡洛模拟方法，获得系统功率缺额，并计算计及需求响应的电力系统可靠性，包括电量不足期望值和电力不足时间概率。本发明对考虑需求响应的电力系统可靠性理论分析具有一定的指导意义，对更好地分析及评估在新形势下计及需求响应的电力系统可靠性提供了科学依据。

技术领域

本发明属于电力系统可靠性评估领域，特别是涉及了一种计及需求响应的多状态电力系统可靠性计算方法。

背景技术

智能电网以及信息通讯技术的发展，使得灵活负荷参与智能电网的双向互动成为可能。灵活负荷参与需求响应，不仅可以提高系统经济性，也会减少环境污染。然而，灵活负荷参与需求响应会影响给电力系统的安全可靠运行。比如，负荷转移可能导致“峰上加峰”，从而给系统安全可靠运行带来负面影响。基于模拟的方法可以更好地展现负荷的时序特性，为更好的评估系统在新环境下的可靠性，提出一种计及需求响应的多状态电力系统可靠性计算方法。

发明内容

本发明的目的是针对复杂电力系统，提供一种计及需求响应的多状态电力系统可靠性计算方法。

本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1)基于负荷的马尔可夫过程模型，建立计及需求响应的负荷多状态马尔可夫过程模型，具体是：在电力系统运行时间内，将灵活负荷FL_l分为削减负荷FLC_l、转移负荷FLS_l和不需改变负荷FLW_l，即FL_l＝FLC_l+FLS_l+FLW_l,1≤l≤N；

2)采用时序蒙特卡洛模拟方法，初始化模拟变量，进行多次模拟，直到达到总模拟次数n_s则停止模拟；

3)根据每次模拟的数据，采用以下公式计算电力系统的可靠性，包括电量不足期望值(EENS)和电力不足时间概率(LOLP)：

LOLP(t)＝m(t)/n_s(△D′_n>0)

其中，n_s为模拟总次数，△D′_n表示第n次模拟时计及需求响应的系统功率缺额，t_n为第n次模拟时系统功率不足的持续时间，t表示电力系统运行时间，m_n(t)为在时间t内计及需求响应的系统功率缺额大于0的次数，系统电力不足时间概率随系统运行时间而改变。

如图1所示，所述步骤1)中负荷的马尔可夫过程模型是指在系统运行时间内，将负荷分为不同时段的负荷水平，共有N个负荷水平以时序相连，负荷水平l与负荷水平(l+1)之间的状态转移率为λ_l,l+1，1≤l≤N-1，负荷水平N与负荷水平1之间的状态转移率为λ_N,1；并将负荷L_l分为不可控制负荷UL_l和灵活负荷FL_l，即F_l＝UL_l+FL_l,1≤l≤N。

所述步骤1)中负荷水平l与负荷水平(l+1)之间的状态转移率λ_l,l+1＝△T_l,l+1，△T_l,l+1表示负荷水平l与负荷水平(l+1)之间的时间间隔。

每次模拟是针对系统运行时段内的负荷水平分别采用以下具体过程进行模拟：

2.1)对发电机组的状态特性进行模拟，获得系统运行时间内发电机组的发电量；