计及相关性的电-气互联系统概率可靠性评估方法

发布时间：2020-08-19 20:02

【摘要】：能源是人类赖以生存和发展的基础,风电等可再生能源的大规模利用在解决能源危机的同时也因其出力不可控的特点,对电网的调控能力带来挑战。多能互补、多网融合的能源互联系统可以促进可再生能源的高效安全利用,其中最为常见的能源互联系统是天然气网络和电力网络结合成的电-气互联系统。随着气电耦合的增强、系统规模的扩大,如何定量评估电-气互联系统的可靠性,对保障互联系统的安全和稳定运行具有十分重要的意义。可再生能源渗透率的不断提高和电-气互联系统中各种类型用户数量的增加使得系统中存在大量的随机性因素,同时地理相近的风电厂风速之间、负荷功率之间都存在相关性的问题。如果将可再生能源和负荷的随机性和相关性从概率的角度加以描述,并把可再生能源出力和负荷功率都看作整个系统的输入随机变量,那么最终输出的可靠性指标也将是含有大量概率信息的随机变量,这就是概率可靠性评估的过程。本文旨在研究电-气互联系统的概率可靠性评估方法,并计及相关性对系统可靠性的影响。首先建立了风速和负荷的概率分布模型,并针对输入变量间存在相关性且传统相关矩阵法无法处理非正态变量的问题,采用Nataf逆变换进行相关性的描述。其中针对相关系数的转换过程的方程计算难度较大的问题,利用Hermite级数展开式得到其近似的一维多项式方程,大大简化了求解过程,并用实例验证了此方法的正确性和有效性。接下来分别提出了基于蒙特卡洛法和点估计法的概率可靠性评估方法,重点研究了点估计法的基本理论,指出三点估计法的适用性。针对传统点估计法无法处理相关性变量的问题,基于上述的Nataf逆变换对输入变量进行了处理。然后以改进的IEEE RBTS-Bus6馈线F4系统和改进的NGS10节点天然气系统组成的电-气互联系统为例,分别用蒙特卡洛法和点估计法进行可靠性评估,对比所得可靠性指标可知点估计法的精度与蒙特卡洛法相当,而计算效率高很多。最后进一步研究了相关性和电-气耦合程度对系统可靠性的影响。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM732

【参考文献】

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本文编号：2797522