[发明专利]一种基于Copula理论的配电网分布式光伏概率潮流计算方法

说明书

本发明提供了一种基于Copula理论的配电网分布式光伏概率潮流计算方法，包括步骤：构建各分布式光伏输出功率的累计分布函数及其逆函数，选择Copula函数，并生成随机数矩阵；利用拉丁超立方抽样法对生成的随机数矩阵进行抽样，得到拉丁超立方抽样后的样本矩阵，并根据分布式光伏发电功率变量的累计分布函数的逆函数建立分布式光伏发电功率变量的样本矩阵；将建立的分布式光伏发电功率变量的样本矩阵作为输入量带入节点注入功率方程f和支路潮流方程g循环计算，得到系统节点电压X和支路潮流Z的计算值，利用统计学方法计算输出随机变量节点电压X和支路潮流Z的数字特征和概率分布。本发明能够有效提高计算精度的并具有较短的求解时间。

技术领域

本发明涉及电力系统潮流设计技术领域，特别是一种基于Copula理论的配电网分布式光伏概率潮流计算方法。

背景技术

为应对能源短缺、生态环境恶化等问题，我国提出集约、智能、低碳、绿色新型城镇化建设的发展理念，强调了对传统城镇化的体制革新和技术创新，向新能源和低碳经济的发展模式转型。在此背景下，并网分布式光伏电站作为一种绿色发电技术，在配电网中的渗透水平正逐步增加，基于可再生能源的分布式发电系统已经引起了越来越多的关注，成为可持续发展环境中的可行选择。然而，分布式光伏其输出功率与太阳辐射、温度等气象条件密切相关，且地理位置相距较近的分布式光伏电站间出力具有较强的时空相关性，因此研究考虑分布式光伏相关性的概率潮流计算问题对准确全面地评估电力系统潮流运行特性具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于Copula理论的配电网分布式光伏概率潮流计算方法，能够有效提高计算精度的并具有较短的求解时间。

本发明采用以下方案实现：一种基于Copula理论的配电网分布式光伏概率潮流计算方法，具体包括以下步骤：

构建各分布式光伏输出功率的累计分布函数及其逆函数，选择Copula函数，并生成随机数矩阵；

利用拉丁超立方抽样法对生成的随机数矩阵进行抽样，得到拉丁超立方抽样后的样本矩阵，并根据分布式光伏发电功率变量的累计分布函数的逆函数建立分布式光伏发电功率变量的样本矩阵；

将建立的分布式光伏发电功率变量的样本矩阵作为输入量带入节点注入功率方程f和支路潮流方程g循环计算，得到系统节点电压X和支路潮流Z的计算值，利用统计学方法计算输出随机变量节点电压X和支路潮流Z的数字特征和概率分布。

进一步地，所述构建各分布式光伏输出功率的累计分布函数及其逆函数，选择Copula函数，并生成随机数矩阵具体包括以下步骤：

根据分布式光伏发电输出功率的历史数据，构建各分布式光伏输出功率的累计分布函数及其逆函数；

构建分布式光伏发电输出功率的经验Copula函数；采用最小平方欧式距离作为拟合优度指标，计算各理论Copula函数与经验Copula函数的平方欧式距离，并选择最小值对应的Copula函数作为理论Copula函数用以描述分布式光伏之间的出力相关性；

根据分布式光伏发电功率变量的相关系数矩阵，利用选择的理论Copula函数生成满足相关性的随机数矩阵。

进一步地，所述构建各分布式光伏输出功率的累计分布函数及其逆函数具体为：

分布式光伏输出功率随机变量w的经验累积分布函数u＝F_e(w)及其逆函数w＝F_e^-1(u)的计算步骤为：

S201：对随机变量w的n个离散数据w_1×n＝[w₁,…,w_n]从小到大排序，得到w_1×n'＝[w₁',…,w_n']；