1.一种基于交替梯度算法的电网概率潮流计算方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、将电力系统中的新能源风光出力和随机负荷设为随机输入变量,n为总随机输入变量的个数;判断各个变量所服从的概率分布并获得各分布参数;
步骤2、对每一个随机输入变量进行拉丁超立方采样,采样规模为N,采样矩阵的维度为N×n;则每一个采样样本由式(1)得到:其中 为变量X的累计分布函数的反函数;k表示第k次采样;i为区间 中的随机数;经过拉丁超立方采样过后得到初始采样矩阵Rn×N,其中步骤3、获得各随机变量间的相关矩阵C,对相关矩阵C进行判断,若为正定矩阵,则继续步骤4;若为无效相关矩阵,即非正定矩阵,则运用改善的梯度更新法将无效相关矩阵处理为有效相关矩阵C′,有效相关矩阵即正定矩阵;具体如下:
1)生成初始矩阵B,并且BBT尽可能与目标非正定相关矩阵C接近;利用式(3)计算目标函数的梯度:其中k为迭代次数;Bk为迭代k次时的分解矩阵;C为各随机变量间的相关矩阵;
2)通过式(4)计算更新公式的步长θk:
其中τ为步长因子,通常设为0.5;m为控制步长收敛的值,初始值为1;gradk为迭代k次时目标函数的梯度;
3)对梯度更新的设定如式(5),计算更新后的矩阵Bk+1:Bk+1=Bk-θk×gradk (5)其中Bk为迭代k次时的分解矩阵;Bk+1为迭代k+1次时的分解矩阵;θk为迭代k次时的步长;gradk为迭代k次时目标函数的梯度;
为了保证处理后的有效相关矩阵的对角元素为单位1,引入比例矩阵T,利用式(6)计算比例矩阵T:其中函数diag(A)表示将矩阵A中所有对角元素单独形成的一个对角矩阵;
4)利用式(7)对迭代后的矩阵进行修正,使的矩阵的对角元素为单位1:通过式(8)计算此次迭代所得结果的误差值:若此次迭代结果的误差比上一次迭代的误差小,即rk+1-rk<0 (9)
则继续下一步,否则m=m+1,重新开始计算步长并重新迭代;
5)若满足迭代停止条件则迭代结束,由C′=Bk+1Bk+1T输出处理后的目标正定相关矩阵C′;若不满足迭代停止条件,则进行下一次迭代,k=k+1;迭代停止条件如式(10)所示:步骤4、当相关矩阵为非正定时,使用秩变换法来处理采样矩阵Rn×N,使各随机输入变量的相关矩阵接近等价于步骤3获得的有效相关矩阵C′;当相关矩阵为正定时,使用秩变换法来处理采样矩阵Rn×N,令C′=C,使各随机输入变量的相关矩阵等价于相关矩阵C′;
首先利用式(11)计算初始采样矩阵的相关矩阵CT:其中σi与σj分别为随机输入变量Xi与Xj的标准差;
基于Cholesky分解,对相关矩阵CT与目标正定相关矩阵C′进行分解:CT=PPT,C′=QQT (12)其中P与Q为下三角矩阵;
计算出满足SCTST=C′的矩阵S:
S=PQ-1 (13)
计算出具有与相关矩阵C'相同相关矩阵的采样矩阵:R′=RST (14)
对初始采样矩阵R中的元素按照R′中元素的大小排列顺序进行排列,得出最终具有目标正定相关矩阵C′的采样矩阵R″;
步骤5、根据每一次得到的输入变量样本进行确定性潮流计算,得到随机输出变量即为概率潮流计算结果,对得到的结果进行统计学分析。