含集群風(fēng)電的潮流計算的兩種方法

　　鑒于大型集群風(fēng)電接入后系統(tǒng)潮流隨機(jī)性的增強(qiáng)，輸電網(wǎng)規(guī)劃時必須首先選擇合理的考慮風(fēng)電場群接入的潮流計算方法。目前國內(nèi)外輸電網(wǎng)規(guī)劃中進(jìn)行含大型集群風(fēng)電的系統(tǒng)潮流計算時通常采用基于多場景技術(shù)的確定性最優(yōu)潮流法和基于隨機(jī)規(guī)劃模型的隨機(jī)潮流法。

　　考慮風(fēng)電接入的確定性最優(yōu)潮流是傳統(tǒng)的確定性最優(yōu)潮流向不確定規(guī)劃領(lǐng)域的延伸，要求在滿足特定的電力系統(tǒng)運(yùn)行和安全約束條件下，通過調(diào)整系統(tǒng)中可利用的控制手段實(shí)現(xiàn)風(fēng)電接入后預(yù)定目標(biāo)最優(yōu)的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。用對多個可能發(fā)生場景的確定性來描述風(fēng)電的不確定性，并在規(guī)劃場景內(nèi)基于直流潮流等約束給出了以線路投資成本、發(fā)電成本、停電成本、負(fù)荷削減量最小為目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)潮流計算模型。

　　利用基于多場景技術(shù)的最優(yōu)潮流對輸電系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下和“N?1”約束條件下意大利南部電網(wǎng)最大風(fēng)電接入容量的限制因素進(jìn)行了分析，闡述了其輸電網(wǎng)擴(kuò)展的必要性，并給出了相應(yīng)的規(guī)劃方案。應(yīng)用于風(fēng)電接入的隨機(jī)潮流計算方法很多，根據(jù)求解思路的不同，可以將隨機(jī)潮流的建模及求解方法分為2類：

　　一類為模擬法。與隨機(jī)采樣相結(jié)合的蒙特卡羅（MonteCarlo）法是分析概率問題最常用的數(shù)學(xué)模擬方法。蒙特卡羅法通過構(gòu)造符合一定規(guī)則的隨機(jī)數(shù)來解決概率計算問題，廣泛用在電力系統(tǒng)分析中，通常用來模擬各種各樣的不確定性。該方法在采樣規(guī)模足夠大的情況下，會得到很高的計算精度，但存在計算量過大的缺點(diǎn)。利用蒙特卡羅法模擬了風(fēng)電場出力的概率密度函數(shù)，并結(jié)合市場交易規(guī)則和直流潮流模型求得了網(wǎng)絡(luò)中的有功概率潮流。

　　另一類為解析法。解析法認(rèn)為節(jié)點(diǎn)注入功率為相互獨(dú)立或線性相關(guān)的隨機(jī)變量，然后給出輸出隨機(jī)變量的統(tǒng)計指標(biāo)，如一次二階矩法、點(diǎn)估計法等；或采用卷積方法直接進(jìn)行計算，如快速傅里葉變換、VonMises方法、半不變量法等。利用半不變量法將求取風(fēng)電概率密度函數(shù)的卷積計算簡化為半不變量的代數(shù)運(yùn)算，并根據(jù)Gram-Charlier級數(shù)展開理論，將已求得的半不變量經(jīng)過簡單的線性計算，得到支路潮流的概率密度函數(shù)和分布函數(shù)。

　　鑒于隨機(jī)潮流法必須在精度和計算速度之間進(jìn)行權(quán)衡，可采用蒙特卡羅模擬法和解析法相結(jié)合的方法，既可降低一定的計算量，也能使風(fēng)電模型結(jié)合在隨機(jī)潮流和輸電網(wǎng)規(guī)劃中成為可能。此外，隨機(jī)潮流模型和計算考慮到的電力系統(tǒng)中的隨機(jī)因素也日趨豐富，從最初的僅包含有功功率隨機(jī)特性的直流模型發(fā)展到交流模型，包含的隨機(jī)因素有線路故障、負(fù)荷、集群風(fēng)電出力的隨機(jī)性以及不同隨機(jī)變量的相關(guān)性等。