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波動性可再生能源大規模并網成為了電力系統新的重要不確定性因素，準確評估這種不確定性對電力系統靜態電壓穩定性的影響，有利于提系統運行安全水平。為此，本文基于擴展仿射算術建立了靜態電壓穩定性區間評估模型，利用解析化方差分解的全局靈敏度指標來辨識輸入變量對靜態電壓穩定性影響的重要程度。

項目研究背景

傳統(tong)靜態(tai)(tai)電壓(ya)穩(wen)定性(xing)(xing)分析(xi)以確定性(xing)(xing)潮(chao)流方程(cheng)或(huo)擴展潮(chao)流方程(cheng)為基礎，忽略了可再生能源出力的(de)(de)波動性(xing)(xing)和(he)負荷功率的(de)(de)時變性(xing)(xing)。確定性(xing)(xing)靜態(tai)(tai)電壓(ya)穩(wen)定性(xing)(xing)的(de)(de)評估結果已無法全面準(zhun)確反映系統(tong)電壓(ya)的(de)(de)運(yun)行態(tai)(tai)勢。

根據建模方(fang)式的不(bu)(bu)同，不(bu)(bu)確定(ding)性靜(jing)態(tai)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)穩(wen)(wen)定(ding)性分(fen)析方(fang)法(fa)(fa)主要包括概率(lv)(lv)評估方(fang)法(fa)(fa)和區間評估方(fang)法(fa)(fa)。靜(jing)態(tai)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)穩(wen)(wen)定(ding)性概率(lv)(lv)評估需要建立不(bu)(bu)確定(ding)量精確的概率(lv)(lv)分(fen)布(bu)模型(xing)，而實際應用中輸入(ru)(ru)樣本數據往(wang)往(wang)不(bu)(bu)足，導(dao)致所(suo)建立的概率(lv)(lv)分(fen)布(bu)模型(xing)精度(du)不(bu)(bu)高(gao)，因而，多數研究中需假設輸入(ru)(ru)不(bu)(bu)確定(ding)量服從某種(zhong)概率(lv)(lv)分(fen)布(bu)，在一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)限制了靜(jing)態(tai)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)穩(wen)(wen)定(ding)性概率(lv)(lv)評估方(fang)法(fa)(fa)的應用。

相比概率(lv)評估(gu)方法，靜(jing)態電壓穩定性區間評估(gu)方法僅需(xu)輸入不確定量(liang)的邊(bian)界信(xin)(xin)息(xi)，將(jiang)不確定量(liang)波動范(fan)圍的上下(xia)邊(bian)界描述為區間變量(liang)，所(suo)需(xu)的統計信(xin)(xin)息(xi)較少，建模相對容易。

論文所解決的問題及意義

已有的靜態電壓穩定性區間評估方法仍存(cun)在(zai)如下(xia)兩(liang)個主(zhu)要問(wen)題：

1）常(chang)用仿射算(suan)術以(yi)(yi)一階區(qu)間(jian)泰勒展開為基礎構建，導致其在求解靜(jing)態電壓穩定裕度的過程中抑(yi)制(zhi)區(qu)間(jian)擴(kuo)張(zhang)效應的能(neng)力有限，需要研(yan)究新(xin)的評(ping)(ping)估方法以(yi)(yi)降低評(ping)(ping)估結果的保(bao)守性；

2）常用仿射算術(shu)借(jie)助噪聲元的類同位素追蹤功能來定性(xing)分析各輸入區間(jian)變量對系(xi)統(tong)輸出區間(jian)變量的影(ying)響，目(mu)前尚未可量化評估(gu)各輸入不確定量對靜態電壓(ya)穩定性(xing)影(ying)響重要(yao)程(cheng)度(du)的方法。

本文基于二階區間泰勒展開的(de)擴展仿(fang)射(she)算(suan)術提出了不確定(ding)性(xing)靜態(tai)電(dian)壓(ya)穩定(ding)性(xing)的(de)全局(ju)靈敏(min)分(fen)(fen)(fen)析方(fang)法(fa)。首先根(gen)據擴展仿(fang)射(she)算(suan)術構建基于L指標的(de)靜態(tai)電(dian)壓(ya)穩定(ding)性(xing)評估模型(xing)。然后利用基于解(jie)析化(hua)方(fang)差分(fen)(fen)(fen)解(jie)的(de)全局(ju)靈敏(min)度分(fen)(fen)(fen)析方(fang)法(fa)定(ding)量評估各(ge)輸入區間變量對靜態(tai)電(dian)壓(ya)穩定(ding)性(xing)影響的(de)重(zhong)要性(xing)。

論文方法及創新點

基于方(fang)差分解的全(quan)局(ju)靈(ling)敏度(du)分析是(shi)通(tong)過(guo)單個輸(shu)入(ru)變量(liang)的方(fang)差貢(gong)(gong)獻來反映各個輸(shu)入(ru)不確(que)定量(liang)的影響(xiang)程度(du)，把單個輸(shu)入(ru)變量(liang)或者(zhe)多個輸(shu)入(ru)變量(liang)的方(fang)差貢(gong)(gong)獻除以輸(shu)出響(xiang)應的總方(fang)差，即(ji)為全(quan)局(ju)靈(ling)敏度(du)指(zhi)標。通(tong)過(guo)比(bi)較輸(shu)入(ru)擾(rao)動源的全(quan)局(ju)靈(ling)敏度(du)指(zhi)標大小便能清(qing)晰(xi)地(di)辨識(shi)出對靜態電壓(ya)穩定性影響(xiang)的主要(yao)因素(su)(su)和次要(yao)因素(su)(su)。

結論

考慮新能源場(chang)站自身輸出功(gong)率的(de)(de)(de)波(bo)動性和(he)場(chang)站間輸出功(gong)率的(de)(de)(de)相(xiang)關性，本(ben)文利用(yong)擴展(zhan)仿射(she)方(fang)(fang)法構建(jian)了(le)系(xi)統靜(jing)態(tai)電(dian)壓穩(wen)(wen)定(ding)性評(ping)估的(de)(de)(de)擴展(zhan)仿射(she)模(mo)(mo)型(xing)(xing)，可得到系(xi)統靜(jing)態(tai)電(dian)壓穩(wen)(wen)定(ding)性L指標的(de)(de)(de)區間邊界，同時(shi)能辨識出系(xi)統中的(de)(de)(de)薄弱節點。進一步將基(ji)于解析化方(fang)(fang)差分解的(de)(de)(de)全(quan)局靈(ling)敏度分析方(fang)(fang)法和(he)靜(jing)態(tai)電(dian)壓穩(wen)(wen)定(ding)性評(ping)估的(de)(de)(de)擴展(zhan)仿射(she)模(mo)(mo)型(xing)(xing)相(xiang)結合，提(ti)出了(le)基(ji)于擴展(zhan)仿射(she)模(mo)(mo)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)靜(jing)態(tai)電(dian)壓穩(wen)(wen)定(ding)性全(quan)局靈(ling)敏度分析方(fang)(fang)法。