1.一种考虑相关性的配电网概率区间潮流计算方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:初始化,输入配电网潮流模型初始数据,通过历史数据统计分布式风电场出力之间的相关性系数;
S2:将分布式风电场有功功率和无功功率通过证据理论合成规则建立基本信任度分配,设划分焦元数为n;将基本信任度分配代入到潮流方程中构建概率区间潮流模型;
建立基本信任度分配的具体步骤为:
在证据理论的基础上构建配电网概率区间潮流模型,通过将输入变量的波动区间划分为多个子区间,并根据历史统计数据赋予子区间对应的概率,以此构建输入变量的焦元模型;然后利用区间潮流算法求解出不确定性潮流对应概率下的区间解;最后通过证据理论构建累积似然概率分布和累积信任概率分布获得不确定性潮流解的概率边界;
具体步骤为:
k k+1
S21:建立输入变量的焦元模型:设[x ,x ]为输入不确定变量x的区间划分成B个焦元的第k个子区间;mk为第k个子区间对应的基本信任度,当焦元x只含有一个输入不确定变量时,得到输入焦元的基本信任度分配BPA为:k k+1
上式表示输入不确定变量在焦元区间[x ,x ]的信任度为mk;
当焦元xi含有n个输入不确定变量时,输入变量之间存在不同的组合,焦元数量呈幂函数的增长;设 为n个输入不确定变量构成的焦元域;Nn为划分的焦元数; 为焦元域的联合信任度即焦元域内子区间对应的信任度之积,通过笛卡尔积获得输入焦元的联合信任度分配,得到n个输入不确定变量下的焦元域和对应的联合信任度,得到输入焦元的联合信任度分配为:S22:建立概率区间潮流模型:配电网节点i处分布式风电场输出有功功率PWi和无功功率QWi在构建焦元域时,设子区间划分原则相同且子区间对应的概率相同;设分布式风电场输出有功功率为PWi,构建PWi的等值区间焦元域,按照等值区间划分来构建基本信任度分配,设分布式风电场输出有功功率PWi的基本信任度分配划分了NWi个焦元,且焦元的区间半径相等; 分别为对应每个焦元的信任度, 则对每个焦元赋予基本信任度分配,建立分布式风电场输出有功功率PWi的信任度分配为:设配电网中有n个分布式风电场,设 ……、
表示n个分布式风电场输出有功功率构成的任一焦元域,是一个多维立方体;其多维联合信任度分配如下式所示:设N为配电网节点数;SP表示PQ和PV节点集合;SPQ表示PQ节点集合;SPV表示PV节点集合;
PLi、 分别为节点i处负荷最小、最大有功功率需求;QLi、 分别为节点i处负荷最小、最大无功功率需求;Gij、Bij分别为节点导纳矩阵第i行、第j列元素的实部、虚部;ei、fi分别为节点i电压的实部、虚部;Vi为节点i电压的幅值;则将上式代入到直角坐标下的配电网潮流方程中得:S3:针对不同节点的输入不确定变量,通过笛卡尔积建立联合信任度分配,获得联合辨识框架的焦元域和对应的信任度;具体步骤为:设 是输入不确定量xi的焦元,Ni为输入不确定变量xi的焦元个数;则输入不确定变量xi的辨识框架为:设Aj为x的联合信任度分配的焦元,mj为Aj的联合信任度;N为焦元个数,N=N1×N2×…×Nn;则通过笛卡尔积获得输入不确定量x的联合基本信任度分配,x的n维联合辨识框架Ωx为:S4:在每个焦元域的焦元区间输入下建立仿射型潮流模型,将多种相关性模型对应的约束条件式分别嵌入到仿射型潮流模型中,求解考虑相关性的输入焦元的区间潮流解;具体步骤为:S41:建立仿射型潮流模型:
设 和 为注入功率为区间中心值时的确定性潮流解,即注入有功功率无功功率 和 分别是节点j注入有功功率 和无功功率 所对应的噪声元; 和 分别表示节点j注入有功功率 对ei和fi的灵敏度系数;
和 分别表示节点j注入无功功率 对ei和fi的灵敏度系数;灵敏度系数 和直接由确定性潮流方程雅克比矩阵的逆矩阵得到;采用仿射型潮流算法求解区间潮流,令节点i处的注入有功功率 无功功率l为焦元域中的任意子区间组合索引,则节点i电压的实部ei和虚部fi的仿射形式为:
设 为PV节点i的电压幅值平方; 为注入功率为区间中心值时确定性潮流解所得到的节点i的电压幅值平方, 为经仿射运算后的噪声元系数; 为经仿射运算后新产生的噪声元 的噪声元系数,Sn为新产生的噪声元的维数;则将上式代入潮流方程中重构节点有注入功功率、无功功率和节点电压方程,得到仿射表达式为:根据节点注入功率的波动区间得:
设inf(·)和sup(·)分别表示区间量的下界值和下界值;将仿射表达式代入上式得:令:
则对于第l个焦元组合所对应的仿射型潮流约束条件为:S42:考虑区间相关性:分别采用平行四边形模型PM、凸多边形模型CPM、椭球模型EM对输入焦元区间进行相关性建模,以表征相关性对不确定性潮流分布的影响;
S5:通过证据理论计算信任函数Bel和似然函数Pl构建概率区间,以描述区间潮流解的概率边界;具体步骤为:对分布式风电场的有功功率PWi, 是介于 和 的任意值,则信任函数和似然函数 的计算公式分别为:
2.根据权利要求1所述的一种考虑相关性的配电网概率区间潮流计算方法,其特征在于:所述的步骤S42中,采用平行四边形模型PM对输入焦元区间进行相关性建模的具体步骤为:w w
设两个输入焦元区间 x、y 分别为输入焦元区间 的区间半径;
c c
x、y 分别为输入焦元区间 的中心值;当两个输入焦元区间相互独立时构成的区域为矩形;当两个输入焦元区间之间存在相关性时构成的区域收缩,通过构建平行四边形描述这个包络区域,构建的平行四边形模型要求包含所有的采样点;设a、b分别表示平行四边形的半对角线和半对角线的长度,定义输入焦元区间 和 的相关系数为:c c c T T
设 表示输入焦元区间;X =[x ,y] 为区间变量中心值;e=[1 1] ;则采用平行四边形描述包络区域的数学模型为:‑1 ‑1 ‑1
|ρ T R ΔX|≤e,
c
ΔX=X‑X;
T
设δ=[δ1,δ2] (δi=[‑1,1],i=1,2);将平行四边形模型中的输入焦元变量 的相关性数学模型转换为:c
X=RTρδ+X;
设分布式风电场节点注入有功功率PWj和PWk之间的相关系数为ρjk; 和 之间的相关系数为ρjk,根据仿射型潮流约束条件式,得到不考虑相关性下的仿射型潮流约束条件为:上式表示矩形的四个边界;
当考虑相关性时,将平行四边形转换成相应的约束条件;由矩形变换到平行四边形时,其中两个相对的点位置不变,由线性坐标变换得到平行四边形模型下相关性的约束条件;
c
设 为平行四边形边的斜率;区间 采用X=RTρδ+X 对 计算得到;则构造得:将平行四边形的四条边转化为两个约束表示;考虑PM相关性的仿射型潮流约束条件为:
3.根据权利要求1所述的一种考虑相关性的配电网概率区间潮流计算方法,其特征在于:所述的步骤S42中,采用凸多边形模型CPM对输入焦元区间进行相关性建模的具体步骤为:利用线性约束对边缘空白区域进行切割,重新包络这一部分区域形成凸多边形来描述输入焦元区间相关性;
令 为缩放比例系数;凸多边形模型
的边通过平移变换进行转化;则考虑CPM相关性的仿射型潮流约束条件为:
4.根据权利要求1所述的一种考虑相关性的配电网概率区间潮流计算方法,其特征在于:所述的步骤S42中,采用椭球模型EM对输入焦元区间进行相关性建模的具体步骤为:设Dx、Dy分别为 的方差,则:
w 2 w 2
Dx=(x) ,Dy=(y) ;
设θ为椭球的倾斜角,则椭圆的长短半轴r1、r2为:ρxy为焦元区间的 的相关系数,则:
则 的协方差为:
设C为协方差矩阵,则椭球模型的数学模型为:c T ‑1 c
G(X)=(X‑X) C (X‑X)≤1;
‑1
设Ω为椭球模型的特征矩阵,Ω=C ;则L0由Cholesky分解得到:考虑EM相关性时,对椭球模型进行去相关性转换得:利用倾斜椭球公式对焦元区间包络区域进行非线性坐标变换,形成椭球曲面包络的非线性约束条件;由倾斜椭球公式 构造非线性约束的上下界, 通过 对倾斜椭球、构造式计算得到区间数考虑EM相关性的仿射型潮流约束条件为:
5.一种计算机存储介质,其特征在于:其内存储有可被计算机处理器执行的计算机程序,该计算机程序执行如权利要求1至权利要求4中任意一项所述的一种考虑相关性的配电网概率区间潮流计算方法。