含光伏发电的配电网风险评估.pdf

含光伏发电的配电网风险评估 徐孟霞;钟成元;张二龙;陈祥平;甘新华;王富根;朱代发 【摘要】针对输出功率具有随机性的大规模分散光伏并网对配电网运行带来的风 险影响,开展了计及光伏处理和负荷相关性的概率潮流算法,建立了含大规模分散光 伏的配电系统风险评估指标,通过算例对光伏不同安装位置等情况下的配电网运行 风险进行了评估。 【期刊名称】《电气技术与经济》 【年(卷),期】2018(000)004 【总页数】5 页(P57-61) 【关键词】光伏;模型;配电网;风险评估 【作者】徐孟霞;钟成元;张二龙;陈祥平;甘新华;王富根;朱代发 【作者单位】[1]国网安徽省电力有限公司岳西供电公司;;[2]国网安徽省电力有限公 司安庆供电公司;;[1]国网安徽省电力有限公司岳西供电公司;;[1]国网安徽省电力有 限公司岳西供电公司;;[1]国网安徽省电力有限公司岳西供电公司;;[1]国网安徽省电 力有限公司岳西供电公司;;[1]国网安徽省电力有限公司岳西供电公司 【正文语种】中 文 【中图分类】TM615 0 引言 大量分散的分布式光伏发电在配网中应用导致潜在的未知风险难以预估 ［1 －3 ］。 局部风险得不到有效控制的情况下，可能会导致输电网发生大面积停电事故。针对 含有大规模光伏分散接入的复杂配电网，亟待建立一套科学有效的风险评估方法及 体系以准确地评估电网实时运行状态。 1 光伏发电概率模型 描述光伏发电出力特性主要有参数估计法和非参数估计法两类。前者受多种因素的 影响，往往存在较大误差。而后者对总体的假定较少，避免了总体分布预判偏差或 分布变化造成的错误。因此，选用核密度估计法对光伏发电随机模型进行描述。 设光伏发电输出功率 P1 的概率密度函数为 fpv （P1 ），则 fpv （P1 ）的核估计为： 式中：K 为核函数，h 为光滑参数，n 为样本容量。 由核密度估计理论可知 ，当 n→∞ ，h→0 且 nh→∞时，式 （1 ）将收敛于可见 ， 核密度估计的精度取决于带宽和核函数。带宽一定时，不同核函数对 fpv （P1 ）的 影响是等价的。h 取值过大，会导致 fpv （P1 ）过于平滑，出现较大的估计偏差 ； h 取值过小 ，导致fpv （P1 ）欠平滑，密度曲线有较大的波动。 由式 （1 ）得到基于两个不同核函数 K1 （. ）和的两个核估计则最优带宽选取可转 化为下式的优化问题： 式中 ，EISE 表示两个核估计函数的积分均方误差。 2 计及相关性的概率潮流计算 2.1 概率潮流基本理论 概率潮流算法根据给定的节点注入功率、电压等具有概率统计特性的原始数据 ，求 解各节点电压和支路功率的期望值、方差和概率密度函数等概率统计特性 ［4 ］。 设 X 为连续型随机变量 ，则 X 不大于实数 x 的概率是关于 x 的一个函数，称此函 数为随机变量 X 的累积分布函数，表示为： 式中，f （x ）是概率密度函数。 离散型随机变量的概率密度函数为： 其累积概率分布函数为： 实际应用中，常采用数字特征的参数表述随机变量的基本性质。 ①中心距和原点矩。设连续随机变量 x 的密度函数为 f （x ），则其k 阶原点矩 αk 和各阶中心矩 βk 为： 设离散的随机变量 x 取值 xi 的概率为 pi ，则其k 阶原点矩 αk 和各阶中心矩 βk 为： ② 半不变量。设 F （x ）是累积分布函数，t 为实数，因存在函数 g （x ）＝eitx 在 （－∞，＋∞）上关于F （x ）可积。实变量t 对应于 F （x ）分布的特征函数为： 若其 k 阶矩存在，将特征函数 φ（t ）按Taylor 级数展开得： 式中：γk 为随机变量的 k 阶半不变量。 由此可知半不变量的两个重要性质： 1.相互独立的随机变量，和的各阶半不变量等于各阶半不变量之和。 2.随机变量 n 倍的 k （k≥1）阶半不变量等于它自身的k 阶半不变量的 nk 倍。 2.2 计及相关性的概率潮流计算 2.2.1 copula 函数原理 copula 函数是将多维随机变量的联合分布用其一维边际分布连接起来的函数，描 述了变量间的相关性。由 sklar 定理可知边缘分布的联合概率分布可以实现各边缘 分布之间联络关系的强提取，即 copula 函数是一种与所联结的边缘分布之间弱联 系，具有相对独立性的，能够对边缘分布之间连接关系具有精炼表达的函数类型。 copula 函数构建过程主要分为两个步骤：一是各变量边缘分布的构建，二是寻找 适合的 copu