考虑光伏发电出力不确定性的配电网风险评估

考虑光伏发电出力不确定性的配电网风险评估随着光伏发电技术的发展,光伏电源在配电网中的渗透率越来越高。光伏发电在很大程度上受到环境、气象等不确定因素的影响,高渗透率场景下其出力的波动性给配电网的运行安全带来了一系列不利影响。配电网的安全运行不仅关系到电力系统自身,更关系到用户的人身和财产安全。因此对高渗透率光伏发电场景下的配电网进行风险评估,量化配电网的运行风险水平,并采取合理的措施进行风险控制,对于提高配电网运行的安全性,保证对用户的供电质量具有现实意义。

本文在概率风险评估理论的基础上,研究了对含光伏发电的配电网进行风险评估的方法以及基于主动配电网的运行风险控制方法,主要工作如下:(1)建立了含光伏发电的配电网运行风险评价指标。在系统运行过程中短时内不考虑故障的情况下,光伏电源出力的波动可能造成系统的节点电压越限和支路潮流越限,因此论文建立了节点电压越限和支路潮流越限严重度函数,进而生成风险指标。(2)研究配电网概率风险评估的概率指标计算方法。结合相关性分析原理与贝叶斯网络理论建立了基于数据相关性分析的光伏发电出力概率预测模型,通过对某实际光伏电站的算例分析验证了所提模型概率预测结果的准确性。

(3)研究了含光伏发电的配电网运行风险评估方法。基于光伏发电出力的概率预测结果,采用蒙特卡洛法计算得到节点电压和支路潮流的概率密度曲线和累积概率分布曲线;根据曲线计算节点电压越限和支路潮流越限的概率,结合严重度函数得到相应的严重度;最后根据风险公式计算系统的风险值,对风险评估结果分析发现系统中光伏发电的渗透率越高系统风险越大。(4)建立了含光伏发电的配电网的运行风险控制数学模型。按照光伏最大化消纳原则确定了以光伏电源出力最大且风险相对较小为目标的目标函数,设置相应的权重系数来控制风险水平,同时考虑节点电压约束、支路潮流约束、功率平衡约束以及光伏电源容量约束。

采用改进粒子群优化算法,计算光伏电源的最优出力,将系统风险控制在允许范围内。