文 献 综 述
- 引言
随着社会的发展，人们对于电力的需求变得越来越大，而这样就给电力网带来了巨大的挑战，面对随时可能波动的电力网，需要用到很好的方法解决这些不确定的因素，即是用到电力系统概率潮流计算。本文主要是根据所阅读的文献来介绍本次选题的背景和意义，目前的发展情况，以及对最优潮流计算和风电相关作简单的介绍。
电能由于具有一系列不可替代的优点，在人类生活和社会生产活动中得到了广泛应用，在已知的二次能源中占有绝对的优势。目前我国正处于社会经济快速发展和产业升级转型的关键时期，大力发展电力行业，提高电力质量，对人民生活的提高和改善生态环境起到了重要的作用。而由于能源紧缺，新型能源受到强烈关注，在电力行业，风力、太阳能、核能、潮汐能成为了最受欢迎的发电来源。
- 研究意义
本次课题所涉及到的即是风力发电，风力发电大规模的并入电网，有利于缓解能源和环境问题，但由于风力发电具有很强的随机性，对电力系统来说是一个巨大的挑战，传统的方法难以解决风电并入电网带来的问题。风速具有有界性、相关性和易变性；风机具有切入风速、切出风速和额定风速三个参数，当风速小于切入风速或者风速大于切出风速时，风机会停止运作，这一点表明了有界性的影响；风速的相关性体现在位置相近或者地理位置相似的风电场，由于形成风的因素相似，风速一定程度上会一同增大或减小，在概率潮流计算中如果忽视相关性的影响，将会带来不可避免的计算误差；电能的生产和使用本来就是易变的，受到很多因素的影响，而风力发电更是如此，风能的来源是不定的，因此风力发电的可靠性并不大，显得十分无序，从而影响到整个电力网，甚至是相关机组。考虑到以上的因素，需要使用概率最优潮流来精确的计算风电接入后的系统潮流分布，来进一步达到合理控制的目的。
3. 国内外研究情况
风力发电有两种不同类型，即独立运行的“离网型”和接入电力系统运行的“并网型”。“离网型”的风力发电规模较小，可通过蓄电池等储能装置或者与其他能源发电技术结合。“并网型”的风力发电是规模较大的风力发电厂，容量大约为几兆瓦到几百兆瓦，由几十台甚至成百上千台风电机组构成。并网运行的风力发电场可以得到大电网的补偿和支撑，能够更加充分的开发可利用的风力资源，是国内外发电的主要发展方向。随着风电机组规模的增大，风电场的特性会对电力系统产生显著的影响，主要是：风电并网过程对电网的冲击；对电网频率的影响；对稳态电压分布的影响。
为了全面分析风力发电对电网的稳定性影响，需要精确计算出系统的潮流分布情况，利用传统的方法计算会耗费大量的时间，而且计算结果也很难全面反映并网系统的真实情况。20世纪70年代Borkowska首次提出概率潮流计算的概念，概率潮流计算能比较全面的反映系统实际运行中的随机扰动和不确定性因素，如：负荷波动、发电机以及输电元件的故障停运等，因此该计算方法从当时开始在电力系统分析领域便得到广泛的应用。
众多学者经过长年的研究，提出了许多概率潮流计算的方法和模型，从求解方法来看，可分为模拟法和解析法两类，其中与随机采样相结合的蒙特卡罗模拟法（Monte Carlo simulation, MCS）是分析概率统计问题最常用的数学方法，它通过对节点有功和无功注入量进行大量的取样，并将样本随机组合，再分别对每种组合进行确定性潮流计算，最后从潮流解中统计出系统潮流的分布情况。蒙特卡罗模拟法建模较为简单，也能得到相当高的计算精度，但同时MCS的计算量大，耗时也多，因此经常用于验证和评价其它方法的准确优劣程度。MCS是最准确、灵活、稳健的算法，但只有当采样规模很大时才能保证计算精度，其它的算法虽然速度较快，但都存在着一定的精度降低的问题。
系统中的不确定因素的随机变化以及风电场的出力随风速大幅度频繁波动使得系统呈现出多种运行方式，如果对可能的情况都进行分析将会花费大量的计算时间，这是不划算的，因此学者们将概率理论应用到电力系统的最优潮流计算中，对传统的最优潮流计算做了重要的补充。最优潮流指的是当系统的结构参数以及负荷情况给定时，通过控制变量的优选，找到一个能满足所有指定的约束条件，并使系统的一个或多个性能指标达到最优时的潮流分布。最优潮流是一个大规模、多约束、非线性的优化问题，最终实现优化利用现有资源、降低发电、输电成本等目标。
4. 研究内容
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