[发明专利]考虑源网荷不确定性的电力系统暂态稳定预防控制方法

说明书

本发明涉及考虑源网荷不确定性的电力系统暂态稳定预防控制方法。针对新能源功率波动带来的电力系统安全稳定问题，在计及以风电功率多点随机耦合注入为代表的源不确定性、节点负荷不确定性及概率故障切除时间为代表的网不确定性基础上，从预防控制角度提出了基于机会约束的考虑源网荷不确定性的电力系统概率暂态稳定预防控制模型，该模型同时计及了双馈风机的暂态稳定过程。为快速有效求解该模型，进一步提出了基于群搜索优化策略(Group Search Optimization，GSO)和2m+1点估计(Point Estimation，PE)的GSO‑PE综合优化方法，提高了新能源电力系统的概率暂态稳定水平。

技术领域

本发明涉及电力系统暂态稳定技术领域，具体涉及考虑源网荷不确定性的电力系统暂态稳定预防控制方法。

背景技术

由于自然因素限制，新能源发电一般具有间歇性和波动性，其大规模并网运行会为系统运行引入不确定因素，对系统的安全稳定带来挑战，如何有效分析新能源功率波动对电力系统安全稳定运行的影响及提出相应的预防控制措施有重要意义。

已有相关文献通过建立不确定负荷需求或新能源发电的概率模型，并量化母线电压、线路潮流等相关输出量的均值和标准差，采用概率潮流或概率最优潮流进行了新能源电力系统概率静态安全分析。而关于新能源功率波动对电力系统概率暂态安全影响方面的研究相对较少，已有研究多数基于蒙特卡罗(Monte Carlo，MC)方法进行了电力系统概率暂态稳定(Probabilistic Transient Stability，PTS)分析。该法虽简单直观，但将其运用在PTS分析时耗时较长。另外，在概率暂态稳定分析基础上，对高风险运行状态，如何进一步有效提高含间歇性新能源电力系统概率暂态稳定水平的研究亦显不够。

因此，本领域需要考虑设计一种概率暂态稳定预防控制(Preventive Controlwith Probabilistic Transient Stability，PC-PTS)方法以提高系统概率暂态稳定水平。

发明内容

考虑到1)电力系统中常规机组具有深度变负荷能力，通过调整传统机组的出力可方便地改变系统初始运行点；2)电力系统中的初始运行点不同，系统概率暂态稳定水平将不同，因此协调优化常规机组运行状态可为考虑风电随机性的电力系统概率稳定预防控制提供有效手段。故本发明旨在提出一种计及双馈异步风力发电机(Doubly fed InductionGenerator，DFIG)动态过程和源网荷不确定性的PC-PTS预防控制模型，并给出其对应有效求解方法，以提高新能源波动下电力系统安全稳定水平。

关于PC-PTS模型的建立，其目标函数、约束条件分别如下：

其中，目标函数为整个系统的机组费用，以期望值表述为：

其中为传统机组i的有功功率，其上下限约束为n_G为机组数目，a_i，b_i，c_i为第i台机组相应系数。

静态潮流等式约束：

式中，式中i＝1，2，…n_b；n_b为系统总节点数；P_W和Q_W为风力机组的有功出力和无功出力；为节点有功负荷；和分别是传统机组无功功率和节点无功负荷；V_i和V_j分别是节点i和j的电压幅值；θ_ij是节点i和j的电压相角差。

静态安全不等式概率约束：

P{V_imin≤V_i≤V_imax}＞β_V(i＝1，2，…n_b)