考虑分布式能源接入的配电网灵活性注入域的评估方法与流程

1.本发明属于配电网灵活性注入域的评估技术领域，尤其考虑分布式能源接入的配电网的灵活性注入域的评估方法。


背景技术：

2.配电网的建设和发展一直在满足社会经济发展和人民生活质量方面起着至关重要的作用。随着全球能源的转型和用户需求的多样化，配电网正趋向于智能化和低碳化的高级形式建设。为适应用户侧的经济发展和应对电源侧的能源转型带来的挑战，多元分布式电源及电动汽车等柔性负荷逐渐接入配电网，逐步实现用户与电网供需互动的功能，而与此同时配电网的结构逐渐变为多电源闭环网络，配电网运行也呈现出强随机性与波动性，使得传统的配电网运行分析方法的准确性降低。比如，传统调度方法是基于预测出力结果离线计算可接纳容量并进行相应的调度控制。然而，对于含分布式能源的配电网，由于离线计算结果依赖于电源、负荷的预测精度，从而无法实时反应分布式电源当前时刻的接纳能力，造成预测值与实际值之间的偏差，影响系统运行的安全评估和资源利用效率。在分布式能源接入的强不确定性环境下，系统运行方式多样化，需要对系统运行方式进行全面评估，才能掌握电网规划方案的安全性、经济性和适用性。
3.因此，目前在配电网的运行优化、规划、调度、新能源的消纳策略以及储能优化等研究中，纳入了对配电网的灵活性的考虑，提出更适应现代配电网发展的方法和策略
[2-6]
。各项研究成果也反映出了配电网在规划运行的不同阶段下的灵活性需求，因此有效地灵活性评估技术有助于为配电网的发展研究提供重要的信息基础。
[0004]
而目前对配电网灵活性的定义尚未完全统一，国际上对电力系统灵活性的定义强调电力系统的响应和变化能力，如国际能源署(international energy agency，iea)认为电力系统的灵活性反映在面临大扰动时，系统调整发电或负荷维持可靠性的响应能力。北美电力可靠性协会(northamerican electric reliability council，nerc)定义电力系统灵活性为系统响应供应和负荷变化的反应能力。现有研究认为电力系统灵活性的定义应包含时间尺度、灵活性资源集、系统不确定性和成本约束四个要素。进一步，针对电源侧，配电网侧及负荷侧，现有研究分别设计了灵活性评价指标。或考虑了配电网的设备爬坡能力，传输能力与调节能力，将电网灵活性划分为设备级，网络级与系统级。现有的对配电网灵活性评估方法的研究中，已重点针对考虑配电网中随机性和波动性较强的问题，并从多场景的角度提出灵活性的评估方法。但是，分布式能源场景在实际中存在一定的相关性，如不同的风电场出力之间具有复杂的相关性，因此，直接采用场景消减或者典型场景提取可能会导致配电网灵活性评价结果不够准确和全面。目前的配电网的灵活性评估研究中鲜有考虑分布式能源出力场景生成方法。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于补充现有配电网灵活性评估技术，提出考虑分布式能源接入的
配电网灵活性注入域的评估方法，能够实现根据分布式能源的历史数据，利用考虑非线性相关性的分布式能源场景生成方法，获取分布式能源出力的场景样本；其次，采用无迭代的潮流计算方法快速筛选不安全的场景；最后，对不安全场景构建分布式能源注入功率裕度的优化模型，并综合安全场景刻画分布式能源注入功率安全域。在此配电网运行安全域的基础上，通过对在线运行点距离安全域的最小边界距离评估灵活性，并将其作为灵活性指标。
[0006]
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0007]
考虑分布式能源接入的配电网灵活性注入安全域评估方法，包括以下步骤：
[0008]
步骤1、获取风机、光伏的历史测量数据集并作为输入数据；
[0009]
步骤2、由适当的copula对分布式能源的出力的历史测量数据的分布和相关性建模；
[0010]
步骤3、根据步骤2得到的copula模型，应用lhsd生成分布式能源的出力场景样本；
[0011]
步骤4、采用无需迭代的潮流计算方法快速分析步骤3中的获得分布式能源的出力场景下的配电系统的运行状态，根据配电网安全校核指标判断不同分布式能源出力场景下的配电系统运行状态是否安全，根据判断结果筛选出安全场景与不安全场景；
[0012]
步骤5、对步骤4中筛选的不安全的场景的最大接入功率值进行优化计算，以获取配电网运行的安全边界，并在此基础上得到分布式能源接入能力灵活性的指标；
[0013]
步骤6、综合步骤4利用无需迭代的潮流计算方法筛选出的安全场景与步骤5中计算的不安全场景的安全边界，实现对分布式能源接入的配电网的安全运行域的刻画。
[0014]
而且，所述步骤2包括以下步骤：
[0015]
步骤2.1、基于kendall-τ秩相关系数并采用最大生成树mst算法来选择合适的r-vine结构；
[0016]
步骤2.2、根据步骤2.1中的分布式能源数据的相关性，通过计算备选copula函数构造的模型与经验的copula函数对比，以选择合适copula函数并估计相应的模型参数；
[0017]
步骤2.3、按照步骤2.2，对步骤2.1选择的r-vine结构逐层构建copula，最终形成最佳相关模型。
[0018]
而且，所述步骤3中应用lhsd生成分布式能源的出力场景样本包括分层抽样、秩序量统计和选择排列。对于均匀随机分布u～u(0,1)，由任意的copula连接的d维均匀分布表示为n个从中独立抽取的样本。设表示第i个样本在第j个维度上的秩序统计量，其计算方式为：对这n个样本排序，表示为x
(1)
《
…
《x
(n)
，则有ui的秩序统计量为：
[0019][0020]
其中，n表示样本数目，i为一个指示函数，即如果括号中的条件成立，则i为1，否则i为0。
[0021]
则lhsd采样的一个样本可表示为：
[0022][0023]
其中，w
ij
表示一个采样样本，当考虑获取联合分布特征时，的取值通常为0.5或1。
[0024]
而且，所述步骤4中采用的无需迭代的潮流计算模型为：
[0025]
考虑三相支路的三相电压与电流的三相关系：
[0026][0027]
其中，ii和vi分别表示发端电流和电压向量，ij和vj则代表出端的电流和电压向量，导纳矩阵由y
ii
、y
jj
、y
ji
、y
ij
组成，其中，对于不存在对地并联导纳的线路，y
ii
＝y
ij
＝z-1
，y
ij
＝y
ji
＝-z-1
，z为相应相位的阻抗矩阵。对于单相线和两相线，则去除不存在的相位所对应的元素。对于存在对地并联导纳的线路，采用三相π模型，y
ii
＝y
ij
＝z-1
+y/2，y
ij
＝y
ji
＝-z-1
。三相变压器的导纳模型采用传统三相变压器模型。
[0028]
发端和出端的电流模型：
[0029]ii
＝y
iivi
+y
ijvj
[0030]
ij＝y
jivi
+y
jjvj
[0031]
考虑出端电压的出端电流模型：
[0032][0033]
其中，是y
jj
的伪逆，即考虑线路中存在不同接线方式的变压器，矩阵y
jj
会出现奇异的情况，例如，若变压器的主侧为接地星形连接，副侧为不接地角形连接，此时y
jj
导纳矩阵为奇异矩阵。
[0034]
适合任意类型线路的出端电流模型：
[0035]ii
＝siij+si[0036]
其中，当该线路不存在变压器或并联对地导纳时，不是变压器或没有线路充电，则si＝0，并且si为与所在相位对应的单位矩阵；否则，并忽略si。
[0037]
末端节点k开始，整个网络中各个节点的电流之间的关系模型：
[0038]ik-1
＝skik[0039]ik-2
＝s
k-1
(skik+i
k-1
)
[0040]ik-3
＝s
k-2
(s
k-1
skik+s
k-1ik-1
+i
k-2
)
[0041]
…
[0042]
其中，ik＝i
load,k
+i
cap,k
，表示一条线路的末端节点k的等效注入电流可由负荷注入电流i
load,k
和电容器注入电流i
cap,k
表示，节点k-1是节点k的父节点，节点k-2是节点k-1的父节点，以此类推。
[0043]
任意节点l上的电流模型：
[0044][0045]
其中，ξ为包含节点l和与节点l直接相连的下游支路的子节点i的集合。h
l,i
＝s
lsl-1
…si-1
si表示将节点i上的负载和电容的电流转换为经过节点l的等效电流，s矩阵则由从节点l到节点i之间的支路的导纳矩阵计算得到。即可以表示节点l子节点的电流注入的总和。
[0046]
支路下游节点j的电压模型：
[0047]vj
＝v
i-(r
ij
+jx
ij
)ij[0048]
其中，为由末端节点等效注入电流计算的得到各节点的电流信息，vi为上游节点电压，ii为上游支路电流。
[0049]
对于含变压器的支路，下游节点j的电压模型：
[0050][0051]
其中，[
·
]
+
表示矩阵的伪逆。
[0052]
根据上述计算公式可代替牛顿迭代，通过解析表达式就计算各个场景下的潮流解，获得节点电压和线路功率。避免了传统牛顿计算方法中雅克比矩阵求逆的过程，减少了计算负担并实现快速校验生成的场景安全与否。
[0053]
所述步骤4中的配电网运行安全校核指标可以定义为：电压越限安全校核指标：给定分布式能源发电场景下，是否发生电压越限；以及热极限越限安全校核指标：给定分布式能源发电场景下，是否发生支路热极限越限。
[0054]
而且，所述步骤5中对步骤4中筛选的不安全的场景的最大接入功率值计算的模型为：
[0055]
maxλ
[0056]
s.t.f(x,μ,λ)＝0
[0057][0058][0059][0060]
其中，f(x,μ,λ)＝f(x,μ)+λb＝0为参数化潮流方程，x为非平衡节点的电压幅值和相角，即状态变量，μ为发电机节点的有功和无功的注入功率，即控制向量，b为注入功率的变化向量，即不安全场景中注入功率改变方向向量当λ＝0时，该参数化潮流方程就是基态潮流方程。约束向量方程f(x,μ,λ)＝0代表问题的解必须满足参数化潮流方程；约束向量方程要求所有节点的电压幅值在给定的标幺值区间，典
型区间为标幺值0.9至1.1或0.95至1.05；约束向量方程表示所有配电线路和变压器支路的电流须小于给定的电流限值；约束向量方程要求所有分布式电源的无功出力须在给定的上下限值范围内。
[0061]
而且，所述步骤6包括以下步骤：
[0062]
步骤6.1、结合根据通过步骤4的无需迭代的潮流计算方法对步骤3生成的场景进行安全性校验后得到的安全的出力场景和利用步骤5的优化模型计算不安全场景的安全域边界，即计算相应的最大注入功率点，实现对分布式能源接入的配电网的安全运行域的刻画；
[0063]
步骤6.2、根据步骤6.1得到的配电网安全运行域，选取在线运行点，计算该运行点距离安全边界的最小距离，获得该运行点的灵活性指标，实现对运行点的灵活性评估。
[0064]
本发明的优点和积极效果是：
[0065]
本发明计入风电出力场景相关性的场景生成方法能生成实际场景之间关系的样本，并在此数据基础上采用无迭代潮流计算方法可保持场景的筛选的准确性并提高评估速度。在不同运行约束下，通过刻画接入分布式能源的配网安全注入域，可实现对在线运行点的灵活性进行有效评估。
附图说明
[0066]
图1为本发明出力场景生成流程图；
[0067]
图2为本发明分布式能源注入灵活性安全域刻画示意图；
[0068]
图3为本发明123节点结构图以及分布式能源接入位置；
[0069]
图4为位于节点88和95的风力发电机实际出力场景图；
[0070]
图5为基于copula函数和lhsd方法生成的位于节点88和95的风力发电机出力场景图；
[0071]
图6为基于lhs方法生成的位于节点88和95的风力发电机出力场景图；
[0072]
图7为无需迭代的潮流计算方法与牛顿潮流算法计算结果差值；
[0073]
图8为不同约束下的节点88和节点95灵活性注入功率安全域。
具体实施方式
[0074]
以下结合附图对本发明做进一步详述。
[0075]
考虑分布式能源接入的灵活性注入安全域的评估方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：
[0076]
步骤1、获取风机、光伏的历史测量数据集并作为输入数据。
[0077]
步骤2、由适当的copula对分布式能源的出力的历史测量数据的分布和相关性建模。
[0078]
本步骤包括以下步骤：
[0079]
步骤2.1、基于kendall-τ秩相关系数并采用最大生成树mst算法来选择合适的r-vine结构；
[0080]
步骤2.2、根据步骤2.1中的分布式能源数据的相关性，通过计算备选copula函数构造的模型与经验的copula函数对比，以选择合适copula函数并估计相应的模型参数；
[0081]
步骤2.3、按照步骤2.2，对步骤2.1选择的r-vine结构逐层构建copula，最终形成最佳相关模型。
[0082]
步骤3、根据步骤2得到的copula模型，应用lhsd生成分布式能源的出力场景样本。
[0083]
本步骤具体实现方法分为分层抽样、秩序量统计和选择排列。对于均匀随机分布u～u(0,1)，由任意的copula连接的d维均匀分布表示为n个从中独立抽取的样本。设表示第i个样本在第j个维度上的秩序统计量，其计算方式为：对这n个样本排序，表示为x
(1)
《
…
《x
(n)
，则有ui的秩序统计量为：
[0084][0085]
其中，n表示样本数目，i为一个指示函数，即如果括号中的条件成立，则i为1，否则i为0。
[0086]
则lhsd采样的一个样本可表示为：
[0087][0088]
其中，w
ij
表示一个采样样本，当考虑获取联合分布特征时，的取值通常为0.5或1。
[0089]
步骤4、采用无需迭代的潮流计算方法快速分析步骤3中的获得分布式能源的出力场景下的配电系统的运行状态，根据配电网安全校核指标判断不同分布式能源出力场景下的配电系统运行状态是否安全，根据判断结果筛选出安全场景与不安全场景。
[0090]
所述步骤4采用的无需迭代的潮流计算模型为：
[0091]
考虑三相支路的三相电压与电流的三相关系：
[0092][0093]
其中，ii和vi分别表示发端电流和电压向量，ij和vj则代表出端的电流和电压向量，导纳矩阵由y
ii
、y
jj
、y
ji
、y
ij
组成，其中，对于不存在对地并联导纳的线路，y
ii
＝y
ij
＝z-1
，y
ij
＝y
ji
＝-z-1
，z为相应相位的阻抗矩阵。对于单相线和两相线，则去除不存在的相位所对应的元素。对于存在对地并联导纳的线路，采用三相π模型，y
ii
＝y
ij
＝z-1
+y/2，y
ij
＝y
ji
＝-z-1
。三相变压器的导纳模型采用传统三相变压器模型。
[0094]
发端和出端的电流模型：
[0095]ii
＝y
iivi
+y
ijvj
[0096]
ij＝y
jivi
+y
jjvj
[0097]
考虑出端电压的出端电流模型：
[0098][0099]
其中，是y
jj
的伪逆，即考虑线路中存在不同接线方式的变压器，矩阵y
jj
会出现奇异的情况，例如，若变压器的主侧为接地星形连接，副侧为不接地角形连接，此时y
jj
导纳矩阵为奇异矩阵。
[0100]
适合任意类型线路的出端电流模型：
[0101]ii
＝siij+si[0102]
其中，当该线路不存在变压器或并联对地导纳时，不是变压器或没有线路充电，则si＝0，并且si为与所在相位对应的单位矩阵；否则，并忽略si。
[0103]
末端节点k开始，整个网络中各个节点的电流之间的关系模型：
[0104]ik-1
＝skik[0105]ik-2
＝s
k-1
(skik+i
k-1
)
[0106]ik-3
＝s
k-2
(s
k-1
skik+s
k-1ik-1
+i
k-2
)
[0107]
…
[0108]
其中，ik＝i
load,k
+i
cap,k
，表示一条线路的末端节点k的等效注入电流可由负荷注入电流i
load,k
和电容器注入电流i
cap,k
表示，节点k-1是节点k的父节点，节点k-2是节点k-1的父节点，以此类推。
[0109]
任意节点l上的电流模型：
[0110][0111]
其中，ξ为包含节点l和与节点l直接相连的下游支路的子节点i的集合。h
l,i
＝s
lsl-1
…si-1
si表示将节点i上的负载和电容的电流转换为经过节点l的等效电流，s矩阵则由从节点l到节点i之间的支路的导纳矩阵计算得到。即可以表示节点l子节点的电流注入的总和。
[0112]
支路下游节点j的电压模型：
[0113]vj
＝v
i-(r
ij
+jx
ij
)ij[0114]
其中，为由末端节点等效注入电流计算的得到各节点的电流信息，vi为上游节点电压，ii为上游支路电流。
[0115]
对于含变压器的支路，下游节点j的电压模型：
[0116][0117]
其中，[
·
]
+
表示矩阵的伪逆。
[0118]
根据上述计算公式可代替牛顿迭代，通过解析表达式就计算各个场景下的潮流
解，获得节点电压和线路功率。避免了传统牛顿计算方法中雅克比矩阵求逆的过程，减少了计算负担并实现快速校验生成的场景安全与否。
[0119]
所述步骤4采用的配电网运行安全校核指标可以定义为：电压越限安全校核指标：电压越限安全校核指标：给定分布式能源发电场景下，是否发生电压越限；以及热极限越限安全校核指标：给定分布式能源发电场景下，是否发生支路热极限越限。
[0120]
步骤5、对步骤4中筛选的不安全的场景的最大接入功率值进行优化计算，以获取配电网运行的安全边界。
[0121]
筛选的不安全的场景的最大接入功率值计算的模型为：
[0122]
maxλ
[0123]
s.t.f(x,μ,λ)＝0
[0124][0125][0126][0127]
其中，f(x,μ,λ)＝f(x,μ)+λb＝0为参数化潮流方程，x为非平衡节点的电压幅值和相角，即状态变量，μ为发电机节点的有功和无功的注入功率，即控制向量，b为注入功率的变化向量，即不安全场景中注入功率改变方向向量当λ＝0时，该参数化潮流方程就是基态潮流方程。约束向量方程f(x,μ,λ)＝0代表问题的解必须满足参数化潮流方程；约束向量方程要求所有节点的电压幅值在给定的标幺值区间，典型区间为标幺值0.9至1.1或0.95至1.05；约束向量方程表示所有配电线路和变压器支路的电流须小于给定的电流限值；约束向量方程要求所有分布式电源的无功出力须在给定的上下限值范围内。
[0128]
步骤6、综合步骤4利用无需迭代的潮流计算方法筛选出的安全场景与步骤5中计算的不安全场景的安全边界，实现对分布式能源接入的配电网的安全运行域的刻画，并在此基础上得到分布式能源接入能力灵活性的指标。
[0129]
本步骤包括以下步骤：
[0130]
步骤6.1、结合根据通过步骤4的无需迭代的潮流计算方法对步骤3生成的场景进行安全性校验后得到的安全的出力场景和利用步骤5的优化模型计算不安全场景的安全域边界，即计算相应的最大注入功率点，实现对分布式能源接入的配电网的安全运行域的刻画；
[0131]
步骤6.2、根据步骤6.1得到的配电网安全运行域，选取在线运行点，计算该运行点距离安全边界的最小距离，获得该运行点的灵活性指标，实现对运行点的灵活性评估。
[0132]
根据上述分布式能源接入的配电网灵活性注入域的评估，在图3所示的配电网络中进行测试，以说明本发明的效果。
[0133]
ieee 123节点的配电网作为算例对所提出的灵活性评估方法测试，其网络结构如
图3所示。该网络共有123节点和122条支路。初始设置电压安全区间为[0.95,1.05]p.u.，其中节点1为平衡节点。并在此网络的基础上接入分布式能源，即节点88，95分别接入风力发电机，节点15，25，35，46，68，80，114和121节点分别接入光伏发电机组，考虑恒无功出力模型。
[0134]
首先，参考美国国家可再生能源实验室提供的两个风电场(分别为#07806和#07811)的数据作为历史测量数据，并且两个风电场具有强相关性。利用基于copula函数和lhsd方法对出力场景进行建模和采样，生成了1000个场景样本。如图4、图5和图6所示，对比基于copula函数和lhsd方法与未考虑出力相关性的利用lhs方法生成风力发电机出力场景与风机实际出力场景，基于lhs方法生成的场景无法捕捉到风力发电机实际出力场景之间的相关关系，而基于copula函数和lhsd方法则可以通过建模和考虑相关性的采样生成显示出风电机组之间的相关关系的场景，能更准确地描述分布式能源实际出力的不确定性和相关性。
[0135]
在基于copula函数和lhsd方法生成出力场景样本集基础上，可利用无迭代的潮流计算方法对场景进行快速筛选。下面，对本文无需迭代的潮流计算方法(dpf)和传统的牛顿法(nt)的潮流计算在精度进行对比，其结果如图7所示，两种方法的计算差值可以低至10-5
。样本集中含有1000个场景，当接入网络的分布式电源的额定功率为3mw时，牛顿法筛选出的电压不安全场景184个，支路热极限不安全场景为784个，利用本发明的无需迭代的潮流计算方法也筛选出184个电压不安全场景，784个支路热极限不安全场景。当接入网络的分布式电源的额定功率分别为2.5mw、2mw、1mw时，牛顿法与本发明的无迭代潮流计算方法筛选出的不安全场景完全相同，分别为电压不安全场景450个、211个、552个，支路潮流不安全场景633个、488个人以及0个。牛顿法计算时间平均为5.2秒，本发明的无迭代潮流计算方法计算时间平均为3.1秒。与牛顿法相比，本文的无迭代潮流计算方法在不安全场景筛选上的结果上完全相同，计算时间更少，该对比结果说明无迭代潮流计算方法可以快速且准确的校验生成的场景安全性
[0136]
综合经过筛选的安全和不安全的场景信息，并利用最大注入功率优化模型刻画123节点系统在不同运行约束下的灵活性注入安全域。安全场景为分布式能源注入功率的安全域的组成部分，运行的安全边界则通过对不安全场景的准确裕度的计算获得。图8取88和95节点处的风电出力作为观察运行域的维度，其中不同颜色的区域表示在不同安全约束下刻画的灵活性注入安全域。
[0137]
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

技术特征：
1.考虑分布式能源接入的配网灵活性注入安全域评估方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、获取风机、光伏的历史测量数据集并作为输入数据；步骤2、利用copula函数对分布式能源的出力的历史测量数据的分布和相关性建模；步骤3、根据步骤2得到的copula模型，应用考虑相关性的拉丁超立方方法lhsd生成分布式能源的出力场景样本；步骤4、采用无需迭代的潮流计算方法快速分析步骤3中的获得分布式能源的出力场景下的配电系统的运行状态，根据配电网安全校核指标判断不同分布式能源出力场景下的配电系统运行状态是否安全，根据判断结果筛选出安全场景与不安全场景；步骤5、对步骤4中筛选的不安全的场景的最大接入功率值进行优化计算，以获取配电网运行的安全边界；步骤6、综合步骤4的利用无需迭代的潮流计算方法筛选出的安全场景与步骤5中计算的不安全场景的安全边界，实现对分布式能源接入的配电网的安全运行域的刻画，并在此基础上得到分布式能源接入能力灵活性的指标。2.根据权利要求1所述的考虑分布式能源接入的配网灵活性注入安全域评估方法，其特征在于：所述步骤2具体实现方法包括以下步骤：步骤2.1、基于kendall-τ秩相关系数并采用最大生成树mst算法来选择合适的r-vine结构；步骤2.2、根据步骤2.1中的分布式能源数据的相关性，通过计算备选copula函数构造的模型与经验的copula函数对比，以选择合适copula函数并估计相应的模型参数；步骤2.3、按照步骤2.2，对步骤2.1选择的r-vine结构逐层构建copula，最终形成最佳相关模型。3.根据权利要求1所述的考虑分布式能源接入的配网灵活性注入安全域评估方法，其特征在于：所述步骤3的具体实现方法为：步骤3.1：分层抽样、秩序量统计和选择排列；步骤3.2：对于均匀随机分布u～u(0,1)，由任意的copula连接的d维均匀分布表示为n个从中独立抽取的样本；步骤3.3：设表示第i个样本在第j个维度上的秩序统计量，其计算方式为：对这n个样本排序，表示为x
(1)
<
…
<x
(n)
，则有ui的秩序统计量为：其中，n表示样本数目，i为一个指示函数，即如果括号中的条件成立，则i为1，否则i为0；则lhsd采样的一个样本可表示为：
其中，w
ij
表示一个采样样本，当考虑获取联合分布特征时，的取值通常为0.5或1。4.根据权利要求1所述的考虑分布式能源接入的配网灵活性注入安全域评估方法，其特征在于：所述步骤4采用的无需迭代的潮流计算模型为：考虑三相支路的三相电压与电流的三相关系：其中，i
i
和v
i
分别表示发端电流和电压向量，i
j
和v
j
则代表出端的电流和电压向量，导纳矩阵由y
ii
、y
jj
、y
ji
、y
ij
组成，其中，对于不存在对地并联导纳的线路，y
ii
＝y
ij
＝z-1
，y
ij
＝y
ji
＝-z-1
，z为相应相位的阻抗矩阵；对于单相线和两相线，则去除不存在的相位所对应的元素。对于存在对地并联导纳的线路，采用三相π模型，y
ii
＝y
ij
＝z-1
+y/2，y
ij
＝y
ji
＝-z-1
。三相变压器的导纳模型采用传统三相变压器模型；发端和出端的电流模型：i
i
＝y
iivi
+y
ijvj
i
j
＝y
jivi
+y
jjvj
考虑出端电压的出端电流模型：其中，是y
jj
的伪逆，即适合任意类型线路的出端电流模型：i
i
＝s
i
i
j
+s
i
其中，当该线路不存在变压器或并联对地导纳时，不是变压器或没有线路充电，则s
i
＝0，并且s
i
为与所在相位对应的单位矩阵；否则，并忽略s
i
；末端节点k开始，整个网络中各个节点的电流之间的关系模型：i
k-1
＝s
k
i
k
i
k-2
＝s
k-1
(s
k
i
k
+i
k-1
)i
k-3
＝s
k-2
(s
k-1
s
k
i
k
+s
k-1
i
k-1
+i
k-2
)
…
其中，i
k
＝i
load,k
+i
cap,k
，表示一条线路的末端节点k的等效注入电流可由负荷注入电流i
load,k
和电容器注入电流i
cap,k
表示，节点k-1是节点k的父节点，节点k-2是节点k-1的父节点，以此类推；任意节点l上的电流模型：
其中，ξ为包含节点l和与节点l直接相连的下游支路的子节点i的集合。h
l,i
＝s
l
s
l-1
…
s
i-1
s
i
表示将节点i上的负载和电容的电流转换为经过节点l的等效电流，s矩阵则由从节点l到节点i之间的支路的导纳矩阵计算得到。即可以表示节点l子节点的电流注入的总和；支路下游节点j的电压模型：v
j
＝v
i-(r
ij
+jx
ij
)i
j
其中，为由末端节点等效注入电流计算的得到各节点的电流信息，v
i
为上游节点电压，i
i
为上游支路电流。对于含变压器的支路，下游节点j的电压模型：其中，[
·
]
+
表示矩阵的伪逆。5.根据权利要求1所述的考虑分布式能源接入的配网灵活性注入安全域评估方法，其特征在于：所述步骤4中的配电网运行安全校核指标定义为：电压越限安全校核指标：给定分布式能源发电场景下，是否发生电压越限；以及热极限越限安全校核指标：给定分布式能源发电场景下，是否发生支路热极限越限。6.根据权利要求1所述的考虑分布式能源接入的配网灵活性注入安全域评估方法，其特征在于：所述步骤5中对步骤4中筛选的不安全的场景的最大接入功率值计算的模型为：maxλs.t.f(x,μ,λ)＝0s.t.f(x,μ,λ)＝0s.t.f(x,μ,λ)＝0其中，f(x,μ,λ)＝f(x,μ)+λb＝0为参数化潮流方程，x为非平衡节点的电压幅值和相角，即状态变量，μ为发电机节点的有功和无功的注入功率，即控制向量，b为注入功率的变化向量，即不安全场景中注入功率改变方向向量当λ＝0时，该参数化潮流方程就是基态潮流方程，约束向量方程f(x,μ,λ)＝0代表问题的解必须满足参数化潮流方程；约束向量方程要求所有节点的电压幅值在给定的标幺值区间，典型区间为标幺值0.9至1.1或0.95至1.05；约束向量方程表示所有配电线路和变压器支路的电流须小于给定的电流限值；约束向量方程要求所有分布式电源的无功出力须在给定的上下限值范围内。7.根据权利要求1所述的考虑分布式能源接入的配网灵活性注入安全域评估方法，其特征在于：所述步骤6的具体实现方法包括以下步骤：
步骤6.1、结合根据通过步骤4的无需迭代的潮流计算方法对步骤3生成的场景进行安全性校验后得到的安全的出力场景和利用步骤5的优化模型计算不安全场景的安全域边界，即计算相应的最大注入功率点，实现对分布式能源接入的配电网的安全运行域的刻画；步骤6.2、根据步骤6.1得到的配电网安全运行域，选取在线运行点，计算该运行点距离安全边界的最小距离，获得该运行点的灵活性指标，实现对运行点的灵活性评估。

技术总结
本发明涉及考虑分布式能源接入的配网灵活性注入安全域评估方法，该方法由三部分组成，首先根据分布式能源的历史数据，利用考虑非线性相关性的分布式能源场景生成方法，获取分布式能源出力的场景样本；其次，采用无迭代的潮流计算方法快速筛选不安全的场景；最后，对不安全场景构建分布式能源注入功率裕度的优化模型，并综合安全场景刻画分布式能源注入功率安全域。在此配电网运行安全域的基础上，通过对在线运行点距离安全域的最小边界距离评估灵活性，并将其作为灵活性指标。并将其作为灵活性指标。并将其作为灵活性指标。


技术研发人员：王秀茹 孙健 夏泰宝 韩少华 毛王清 葛萱
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司宿迁供电分公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/7/20