基于Sobol’法的孤島微電網潮流全局靈敏度分析

何 琨, 嚴 正, 徐瀟源, 王 晗

(電力傳輸與功率變換控制教育部重點實驗室(上海交通大學), 上海市 200240)

0 引言

微電網是一種集分布式電源(distributed generator,DG)、分布式儲能(distributed storage,DS)、負荷、變流器和繼電保護裝置等于一體的小型低壓發配電系統[1]。交流微電網有并網運行和孤島運行兩種模式[2]。對于并網運行的微電網,當所接入的大電網故障時,可進入計劃外孤島運行,提高了微電網的供電可靠性;同時,微電網也可主動脫離大電網孤島運行,有利于獲取更好的效益。近年來,風電、光伏發電[3-4]等可再生能源接入微電網的比例逐步提高,并且考慮到微電網中的負荷隨機性強[5],源荷不確定性對孤島微電網運行狀態及潮流分布的影響愈加顯著,評估輸入變量對微電網狀態的影響,辨識影響系統狀態的關鍵因素,對提高微電網運行控制水平具有重要價值。

概率潮流(probabilistic power flow,PPF)[6]是一種有效的電力系統不確定性分析方法,其能全面考慮隨機因素的影響,獲得節點電壓和線路潮流的概率分布和統計數字。孤島微電網與傳統輸電網相比具有顯著差異,采用傳統牛頓—拉夫遜(Newton-Raphson,NR)法計算潮流時可能會出現雅可比矩陣奇異的情況[7]。目前,針對孤島微電網潮流計算,文獻[8]將下垂控制節點等效為PQ節點,并采用Gauss-Seidel法求解,但收斂速度慢;文獻[9]考慮微電網的下垂特性,利用牛頓信賴域法,通過計算二階海森陣求解微電網潮流模型,計算量大。由于微電網的源荷不確定性會使其運行狀態復雜多變,潮流分布與預設運行狀態偏差較大,因此需采用魯棒性和收斂性更強的孤島微電網概率潮流計算方法。……