基于点估计法的考虑风速相关性的概率潮流计算(2)
所谓潮流计算，是指在已知电网的接线方式以及系统中各个电源和负荷点的功率、枢纽点电压幅值和相角、平衡点的电压和相位角的情况下，计算在电力系统稳态运行的情况下，各条支路的功率分布，网损，以及电力系统网络中各节点的电压幅值和相角。潮流计算是电力系统中最基本的分析和计算任务，它的主要目的是通过计算支路潮流和节点电压，检查系统中的母线电压和元件是否过载，从而在系统调度时挑选出最合理的运行方式，在电力系统需要规划，扩张以及进行继电保护整定计算时提供功率分布的数据。
在大部分情况下，进行电网规划，预测，分析，调度时一般采用确定性的潮流计算，此时，进行潮流计算所需的已知量如负荷功率，节点电压，发电机出力等都是确定的，潮流计算的结果也是确定的。但是，在实际情况中，电力系统运行过程中会遇到很多不确定的因素，如负荷发生波动，设备突发故障等。在这些因素中，如果遇到机组出力随机波动性较大的系统时，电力系统的不确定性将会增大。
在机组的出力情况随机性较大的系统中，具有代表性的有风力发电系统，太阳能光伏发电系统等，它们发电的有功出力受气候影响且具有随机性、不可控性和间歇性的特点。随着时代的发展，这些清洁的可再生能源在电力系统中所占的比例越来越大，对电网的影响也越来越大。普通的确定性的潮流计算无法解决这些不确定因素可能造成的影响，并且计算也极为复杂，因此，用概率潮流计算可以全面反映系统的整体运行情况。
1.2 课题研究意义
概率潮流（Stochastic Load Flow）又称随机潮流（Probabilistic Load Flow）是一类考虑输入变量随机性的特殊潮流问题，它用概率相关的理论来描述系统运行中的不确定性，将系统中如负荷波动、发电机故障停运以及输电元件故障停运等各种随机因素都考虑在内。在电网运行分析中，大部分是确定性的潮流计算，这种潮流计算具有非常明显的局限性，它只针对已知量是确定性的情况，面对复杂多变的实际情况，如果把每一种情况都进行确定性潮流计算，不仅计算量巨大，计算结果也不一定准确。而概率潮流计算恰好可以打破这种局限性，利用概率与统计相关知识，已知输入量的概率统计特性，求出待求量的概率分布，可以准确快捷地反映系统整体的运行情况。
概率潮流的理论首次于1974年由B.Borkowska提出，历经40多年，这一理论已经取得了很深入的研究成果，除了他本人最早提出的直流计算模型外，陆续又有学者提出线性化交流模型，以及保留非线性化模型等。而在计算方法上，除了本文将用到的点估计法外，还有蒙特卡罗法、快速傅里叶变换处理卷积方法、结合累积量和Gram-charlier级数展开的方法等。根据这些方法，都可以通过输入已知量的概率统计特性求出输出变量的期望值，标准差以及概率密度分布函数，除此之外，还可以处理多个输入变量间的相关性。
本文采用的点估计法和其余方法相比有很明显的优越性。如蒙特卡罗法，它为了得到较为准确的计算结果，需要进行上千甚至上万次的循环计算，耗费大量的时间，在比较复杂的系统中难以实现，不具有普适性。快速傅里叶变换处理卷积方法在系统规模较大时也无法同时实现快速效与准确性。点估计法利用了近似的思想，这种方法计算耗时大大减少，而且输出的期望值和方差精度较高，这些优点使得点估计法得到了十分广泛的应用。
在能源极其紧张，环境问题日益恶劣的今天，如何开发使用可再生能源成了一大迫在眉睫的问题，在众多可再生能源中，风能和太阳能是最清洁也是最易获得广泛应用的能源，而风能与太阳能相比，产业化基础和经济性都更好。而我国风力资源极为丰富，经过多年的研究，风力发电已经成为一大重要产业，把风电接入电网实现并网发电也是近年来众多学者研究的重点内容。而风力具有波动性、间歇性、随机性等特点，对电力系统的发点质量，安全稳定都会产生重要的影响。因此，在进行潮流计算时，这些随机因素都是必须要考虑的因素。