負荷不確定性建模與靜態(tài)電壓穩(wěn)定風險評估.pdf

1、近年來，電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲、發(fā)輸電方式、控制管理手段、負荷類型等因素發(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)。現(xiàn)有文獻針對靜態(tài)電壓穩(wěn)定領域的研究成果主要存在以下三點不足：（1）對負荷的不確定性建模過于簡單，鮮有文獻同時涵蓋來自綜合負荷初荷耗量、負荷增長方向及功率因數(shù)、負荷出現(xiàn)增長節(jié)點三個階段中隨機因素的影響；（2）連續(xù)潮流方法局限于確定性研究領域，其采用的恒功率負荷模型過于理想，未能計及實際負荷特性及存在于負荷中隨機因素的影響；（

2、3）風險評估指標極少分節(jié)點、線路及系統(tǒng)三個層面構建，多數(shù)指標仍以機理性推導為基礎，從最大傳輸容量、雅可比矩陣特征值、靈敏度等角度進行確定性評價。
　　本文以建立負荷不確定性模型、改進連續(xù)潮流算法和構建靜態(tài)電壓穩(wěn)定風險評估體系為基礎，提出一種基于負荷不確定性建模的靜態(tài)電壓穩(wěn)定風險評估方法。
　　負荷不確定性模型包括三部分：首先采用改進模糊聚類方法、Cholesky分解和多維正態(tài)分布抽樣技術得到初始負荷波動模型；之后以歷史負荷數(shù)

3、據(jù)為基礎，以相關系數(shù)和互信息量為評判體系，根據(jù)負荷曲線相似度將節(jié)點分群，得到負荷出現(xiàn)增長的節(jié)點群識別模型；最后基于蒙特卡羅方法，同時計及負荷增長方向及增長過程中功率因數(shù)的隨機變化，建立負荷隨機增長模型。本文提出的負荷不確定性模型能夠更實際地模擬電網(wǎng)負荷變化狀態(tài)，且易于植入潮流算法中。
　　針對傳統(tǒng)連續(xù)潮流算法在模擬負荷特性和計及不確定性因素方面的不足，本文提出一種含負荷不確定性模型的蒙特卡羅-改進連續(xù)潮流算法。該方法通過修改節(jié)點導

4、納矩陣、化簡網(wǎng)絡結構，使得連續(xù)潮流算法能夠計及綜合負荷特性的影響；利用二分搜索技術提高運算效率、克服連續(xù)法求解電壓崩潰點的早熟問題；將含綜合負荷模型的連續(xù)潮流算法與蒙特卡羅方法結合，使其能夠計及存在于負荷中的不確定性因素，該算法還可方便計及電網(wǎng)中各種元件的概率分布特性。通過算例分析及算法對比，驗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)定風險評估體系主要包括負荷不確定性建模，潮流運算模型和風險評估指標三部分。首先根據(jù)歷

5、史負荷數(shù)據(jù)建立負荷不確定性模型，之后采用含負荷不確定性模型的蒙特卡羅-改進連續(xù)潮流算法進行潮流運算，最后計算風險評估指標，識別高靜態(tài)穩(wěn)定運行風險區(qū)域。風險評估指標包括全網(wǎng)平均載荷風險指標、節(jié)點低壓載荷風險指標、線路傳輸功率占比風險指標和線路傳輸極限裕度風險指標四類，分別描述整個系統(tǒng)、線路和節(jié)點三個層面的靜態(tài)電壓穩(wěn)定風險。
　　最后以太原110kV電網(wǎng)為例，從風險水平、薄弱區(qū)域、參數(shù)概率密度分布等角度，對系統(tǒng)分別進行全局性和局部性風