陕西电力科学研究院：2024考虑不确定性的配电网静态安全分析报告_20页_4mb

报告摘要

配电网静态安全分析（考虑不确定性）

核心内容

本文探讨了配电网静态安全分析中考虑负荷和分布式电源（DG）不确定性的必要性，并提出了基于抽样盲数的不确定性描述方法。该方法适用于任意概率分布，能够有效处理非线性系统的不确定性传递问题，同时避免了传统方法中过于严格的N-1准则所带来的不必要的改造需求。

主要观点

传统静态安全分析的不足
当前的静态安全分析方法较少考虑负荷和DG出力的不确定性，N-1准则虽然严格，但小概率事件可以适当让度，因此有必要研究考虑不确定性的配电网静态安全评估。
不确定性描述方法
- 区间数学：虽然能描述不确定性，但计算过程中不确定性会逐渐扩大，不适用于复杂系统。
- 正态分布：仅适用于部分情况，且非线性系统中正态分布变量可能变为非正态分布。
- 抽样盲数：适用于任意系统，且方便计算机运算，能够准确描述随机变量在不同区间内的概率分布及其期望值。
抽样盲数定义
- 将随机变量 $u$ 分为 $Q$ 段（称为 $Q$ 阶）。
- 每段的概率 $P_R$ 为该段内概率密度函数的积分。
- 每段的期望值 $U_R$ 为该段内 $uP(u)$ 的积分除以 $P_R$。
相关性处理方法
- 方法1：根据观测数据统计各组合区间的概率。
- 方法2：以相关系数平方和最小为目标函数，采用最小二乘法求出各组合区间的概率。
静态安全分析方法
- 将负荷和DG出力的每组组合视为一个场景。
- 对每个场景进行N-1校验，若不满足安全要求的概率低于预设值（如0.02），则视为基本满足。
- 所有场景分析完毕后，统计未通过校验的总概率。
安全分析指标
1. 给定故障下在给定时刻不满足静态安全要求的概率
2. 给定时刻不满足N-1准则的概率
3. 一段时期内不满足N-1准则的概率
4. 给定故障在一段时期内不满足静态安全的平均概率
5. 静态安全裕度：在完全满足N-1准则时，将负荷和DG的抽样盲数值逐渐等比例放大，直至不满足N-1准则，此时的放大比例称为静态安全裕度。

关键信息

抽样盲数的优势
抽样盲数能够适用于任意概率分布，且在数值计算中表现良好，无论是线性系统还是非线性系统，均能有效分析不确定性的传递过程和影响程度。
案例分析
- 案例中，不同区域的负荷和DG出力被划分为不同的抽样盲数段，并给出了相应的概率分布。
- 在设定Pset=0.02的情况下，连通系 [S1, S2, S3] 不满足N-1准则，需要改造；而连通系 [S4, S5, S6] 基本满足N-1准则，无需改造。
- 采用不考虑不确定性的传统方法，可能会误判某些连通系的安全性，导致不必要的改造。
改造效果
- 在改造后，连通系 [S1, S2, S3] 即可满足静态安全准则。
- 通过考虑不确定性，可以更合理地评估系统安全性，避免过度设计。