随机潮流

更新时间:2022-01-10 21:23

随机潮流(Stochastic Load Flow)或概率潮流(ProbabilisticLoad Flow)是一类考虑随机变量的特殊的潮流问题。

简介

传统的潮流问题,所有给定量都是确定性的量,因此潮流计算结果也是确定的。而实际上,严格说来,有些量不仅随时间而变化,而且具有不确定性。例如:

(1)在实时运行环境中,描述当前系统运行状态的量都是通过仪表量测得到的,有量测误差存在;当对一段时间后的系统进行分析,预测的负荷也是不确定的,存在各种偶然因素使得实际负荷与预测的负荷不一致。

(2)在规划设计阶段,要对几年、十几年以后的电源和电网的发展进行规划设计,预测长的时间段以后的系统负荷不可能准确,影响预测负荷的准确性的因素就更多,作为研究或计算的前提的系统负荷就不是一个通常意义下的已知量,而是一个随机变量。这个量多大可能取什么值,有负荷的概率分布函数决定。

(3)严格地说,发电机也不是百分之百可靠,也有出现故障退出运行的可能性,有时也需要把发电机功率作为一个随机变量处理。

于是提出了这样一个问题:当系统的节点给定量是随机变量时,要求解系统的潮流分布,确定线路上的潮流是多大可能取什么值。

通过求解随机潮流,可以知道某条线路的潮流有多大可能性超出它所允许的极限值,也可以知道线路上的潮流值最大可能是多少。在规划设计中,如果知道电网过负荷的可能性很小,就不必花费较大的代价去新建线路。因此,随机潮流计算是很有实用价值的。

但是,随机潮流的计算却是相当复杂的。例如,考虑两个随机变量的和的运算,这要通过卷积来实现。可见就连求和这样简单的运算也是相当复杂的。

鉴于变量的随机性和潮流方程的非线性,随机潮流的精确求解及其困难,一般都用简化的模型来求解。

处理技术

(1)假定负荷是正态分布的随机变量,不计发电机输出功率的随机性,并假定节点注入功率之间相互独立。

(2)采用直流潮流方程,即用线性的直流电路模型来描述非线性的有功潮流方程,此时支路有功潮流和节点注入有功之间是线性关系。由于正态分布的随机变量的线性组合仍是正态分布的随机变量,所以可确保支路有功潮流也是正态分布。可以通过节点注入的期望值和方差解析地求得支路潮流的期望值和方差,支路潮流的概率分布亦可知。

(3)即使研究非线性潮流方程,也要在注入功率期望值附近把非线性方程线性化,然后用线性模型来研究。

随机潮流理论是在1974年由B.Borkowska提出的。经过近四十年的研究,它在电力系统规划中已有了一些应用。但问题本身难度较大,目前尚未取得突破性进展,有待进一步发展。

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