极端事件对配电网运行安全构成严重威胁,准确高效地评估配电网的概率风险具有重要意义。为解决传统蒙特卡洛模拟(Monte Carlo simulation,MCS)效率低和现有代理模型在低概率区域精度不足的问题,提出了一种兼顾计算效率与精度的风险评估...极端事件对配电网运行安全构成严重威胁,准确高效地评估配电网的概率风险具有重要意义。为解决传统蒙特卡洛模拟(Monte Carlo simulation,MCS)效率低和现有代理模型在低概率区域精度不足的问题,提出了一种兼顾计算效率与精度的风险评估方法。首先,基于核密度估计(kernel density estimation,KDE)构建了分布式电源出力的非参数概率模型,并结合指数分布和天气因子进行设备状态的动态概率建模。然后,将输入样本分为支路故障和非故障两类。非故障样本使用多项式混沌展开(polynomial chaos expansion,PCE)代理模型快速计算概率潮流;对故障样本,建立拓扑重构模型进行优化潮流计算,以准确捕获拓扑变化下的系统风险。基于此,构建了节点电压越限、支路潮流过载和失负荷3个风险指标,并通过博弈论的主客观组合赋权法确定指标权重,得到综合风险评价值。最后,基于IEEE33与IEEE118节点配电系统的仿真分析表明,该方法能够有效应对极端事件引起的拓扑不确定性,提高风险评估效率与准确性。展开更多
卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)和最大化后验概率法(maximum a posteriori,MAP)是结构荷载识别中常见的两类广义贝叶斯滤波算法,KF法计算效率高但数值稳定性较差,MAP法适用性强却需要复杂的矩阵求逆运算,加之这两类方法对荷载形式和测点...卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)和最大化后验概率法(maximum a posteriori,MAP)是结构荷载识别中常见的两类广义贝叶斯滤波算法,KF法计算效率高但数值稳定性较差,MAP法适用性强却需要复杂的矩阵求逆运算,加之这两类方法对荷载形式和测点布置的苛刻要求,目前仅适用于简单荷载的识别。为此,该研究提出了针对任意分布式荷载的贝叶斯全局响应重构方法,从在线和离线两个角度改进了现有方法。针对在线KF方法,该研究从结构动力特性中导出等效荷载向量来降低未知荷载的维度,得到满足可控性条件的等效系统模型,并采用输入状态联合估计方法同时识别等效荷载和全局响应。针对离线MAP方法,引入考虑了空间相关性的荷载先验分布,采用MAP策略同时对等效荷载和观测噪声进行迭代估计,随后根据识别得到的等效荷载重构全局响应。改进后的在线和离线方法均不需要提前获取荷载位置或分布形式。通过青州大桥在风荷载和交通荷载下采集的响应数据对所提方法的精度和适用性进行了验证。展开更多
随着国家“双碳”目标的持续推进,风力发电装机占比持续增高,强随机波动的大规模风电出力给电力系统的“保消纳、保供电”带来严峻挑战,高精度的风电功率预测是解决上述挑战的重要基础手段,风电场和电网调度中心均将持续提升风电功率预...随着国家“双碳”目标的持续推进,风力发电装机占比持续增高,强随机波动的大规模风电出力给电力系统的“保消纳、保供电”带来严峻挑战,高精度的风电功率预测是解决上述挑战的重要基础手段,风电场和电网调度中心均将持续提升风电功率预测精度视为长期重点工作。为此,提出一种基于短期风电功率预测误差分布特性统计与波动特性分析的风电功率预测修正方法。首先,考虑误差时序-条件特点对误差进行基于改进非参数核密度估计法(kernel density estimation,KDE)的误差概率密度分布特性分析,得出不同置信水平下的风电功率预测置信区间,以实现预测误差的分层划分。其次,采用变分模态分解算法(variational mode decomposition,VMD)将风电功率预测误差序列分解为趋势分量和随机分量,针对2类误差分量特点展开分类预测,并对最终所得误差结果进行波动性分析。最后,结合误差分层划分结果与误差波动特性分析进行综合判断,提出针对各类情况的误差补偿方案,从而获得修正后的短期风电功率预测值。实际算例表明,所提误差补偿方法可将风电功率月均方根误差较补偿前减少2.6个百分点,平均绝对误差较补偿前减少2.4个百分点,该方法能够有效减小风电功率预测误差,提升短期风电功率预测精度。展开更多
针对分布式电源(distributed generation,DG)接入配电网的特点提出两级实时重构的概念。两级实时重构是指正常运行方式下的最大概率重构(maximum probability reconfiguration,MPR),以及当DG出力或者负荷出现较大波动时,网络拓扑快速响...针对分布式电源(distributed generation,DG)接入配电网的特点提出两级实时重构的概念。两级实时重构是指正常运行方式下的最大概率重构(maximum probability reconfiguration,MPR),以及当DG出力或者负荷出现较大波动时,网络拓扑快速响应为实时重构(r e a l-t i m ereconfiguration,RTR)的运行方式。所提两级实时重构模型及方法重点考虑了DG出力和负荷的时变性、负荷的静态电压特性以及配电网的三相不平衡特性。文中比较了4种配电网重构方式的网损和网损率:始终维持原始拓扑结构、15 min实时重构、两级实时重构以及系统在额定负荷和额定DG出力水平下的最优重构。改进的IEEE 16节点和IEEE 34节点配电系统的仿真分析表明,所提的两级实时重构方法不仅能有效降低系统网损,同时提高了系统运行的安全性和可靠性。展开更多
文摘极端事件对配电网运行安全构成严重威胁,准确高效地评估配电网的概率风险具有重要意义。为解决传统蒙特卡洛模拟(Monte Carlo simulation,MCS)效率低和现有代理模型在低概率区域精度不足的问题,提出了一种兼顾计算效率与精度的风险评估方法。首先,基于核密度估计(kernel density estimation,KDE)构建了分布式电源出力的非参数概率模型,并结合指数分布和天气因子进行设备状态的动态概率建模。然后,将输入样本分为支路故障和非故障两类。非故障样本使用多项式混沌展开(polynomial chaos expansion,PCE)代理模型快速计算概率潮流;对故障样本,建立拓扑重构模型进行优化潮流计算,以准确捕获拓扑变化下的系统风险。基于此,构建了节点电压越限、支路潮流过载和失负荷3个风险指标,并通过博弈论的主客观组合赋权法确定指标权重,得到综合风险评价值。最后,基于IEEE33与IEEE118节点配电系统的仿真分析表明,该方法能够有效应对极端事件引起的拓扑不确定性,提高风险评估效率与准确性。
文摘卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)和最大化后验概率法(maximum a posteriori,MAP)是结构荷载识别中常见的两类广义贝叶斯滤波算法,KF法计算效率高但数值稳定性较差,MAP法适用性强却需要复杂的矩阵求逆运算,加之这两类方法对荷载形式和测点布置的苛刻要求,目前仅适用于简单荷载的识别。为此,该研究提出了针对任意分布式荷载的贝叶斯全局响应重构方法,从在线和离线两个角度改进了现有方法。针对在线KF方法,该研究从结构动力特性中导出等效荷载向量来降低未知荷载的维度,得到满足可控性条件的等效系统模型,并采用输入状态联合估计方法同时识别等效荷载和全局响应。针对离线MAP方法,引入考虑了空间相关性的荷载先验分布,采用MAP策略同时对等效荷载和观测噪声进行迭代估计,随后根据识别得到的等效荷载重构全局响应。改进后的在线和离线方法均不需要提前获取荷载位置或分布形式。通过青州大桥在风荷载和交通荷载下采集的响应数据对所提方法的精度和适用性进行了验证。
文摘随着国家“双碳”目标的持续推进,风力发电装机占比持续增高,强随机波动的大规模风电出力给电力系统的“保消纳、保供电”带来严峻挑战,高精度的风电功率预测是解决上述挑战的重要基础手段,风电场和电网调度中心均将持续提升风电功率预测精度视为长期重点工作。为此,提出一种基于短期风电功率预测误差分布特性统计与波动特性分析的风电功率预测修正方法。首先,考虑误差时序-条件特点对误差进行基于改进非参数核密度估计法(kernel density estimation,KDE)的误差概率密度分布特性分析,得出不同置信水平下的风电功率预测置信区间,以实现预测误差的分层划分。其次,采用变分模态分解算法(variational mode decomposition,VMD)将风电功率预测误差序列分解为趋势分量和随机分量,针对2类误差分量特点展开分类预测,并对最终所得误差结果进行波动性分析。最后,结合误差分层划分结果与误差波动特性分析进行综合判断,提出针对各类情况的误差补偿方案,从而获得修正后的短期风电功率预测值。实际算例表明,所提误差补偿方法可将风电功率月均方根误差较补偿前减少2.6个百分点,平均绝对误差较补偿前减少2.4个百分点,该方法能够有效减小风电功率预测误差,提升短期风电功率预测精度。
文摘针对分布式电源(distributed generation,DG)接入配电网的特点提出两级实时重构的概念。两级实时重构是指正常运行方式下的最大概率重构(maximum probability reconfiguration,MPR),以及当DG出力或者负荷出现较大波动时,网络拓扑快速响应为实时重构(r e a l-t i m ereconfiguration,RTR)的运行方式。所提两级实时重构模型及方法重点考虑了DG出力和负荷的时变性、负荷的静态电压特性以及配电网的三相不平衡特性。文中比较了4种配电网重构方式的网损和网损率:始终维持原始拓扑结构、15 min实时重构、两级实时重构以及系统在额定负荷和额定DG出力水平下的最优重构。改进的IEEE 16节点和IEEE 34节点配电系统的仿真分析表明,所提的两级实时重构方法不仅能有效降低系统网损,同时提高了系统运行的安全性和可靠性。
