CN116667377A - 多能源电力系统振荡稳定性评估方法、装置、设备和介质 - Google Patents

多能源电力系统振荡稳定性评估方法、装置、设备和介质 Download PDF

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CN116667377A CN202310499000.XA CN202310499000A CN116667377A CN 116667377 A CN116667377 A CN 116667377A CN 202310499000 A CN202310499000 A CN 202310499000A CN 116667377 A CN116667377 A CN 116667377A
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严喜林
王海军
刘航
黄炟超
张沛然
廖芳群
洪权炜
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Abstract

本申请涉及一种多能源电力系统振荡稳定性评估方法、装置、设备和介质。该方法包括：获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，机网组合方式集合包括多组机网组合方式，新能源出力组合方式集合包括多组新能源出力组合方式；将机网组合方式和新能源出力组合方式作为多组能源组合方式，得到目标能源组合方式集合；根据目标能源组合方式集合，获取各能源组合方式的阻尼；根据阻尼确定对应的能源组合方式的稳定性指标。采用本方法能够在复杂的多能源电力系统中进行数据处理，得到目标能源组合方式集合并实现多能源电力系统的稳定性分析，提高多能源系统稳定性分析的评估效率和评估精准度，为多能源电力系统的安全运行提供保障。

Description

多能源电力系统振荡稳定性评估方法、装置、设备和介质
技术领域
本申请涉及电力系统稳定性分析技术领域，特别是涉及多能源电力系统振荡稳定性评估方法、装置、设备和介质。
背景技术
随着电力系统的发展，风电、光伏等多种形式的能源设备与传统火电设备一同并网传输，形成了多能源电力系统。为了保证多能源电力系统中各能源设备的安全运行，需要对多能源电力系统进行稳定性评估。
由于多能源电力系统的网络结构复杂，设备种类多样，且风电、光伏等形式的新能源出力具有较强的不确定性，会存在多种的能源组合方式，评估分析的数据量很大。对于多能源电力系统的稳定性，目前主要通过人工方式进行评估。
然而，传统的多能源电力系统的稳定性分析的评估效率和评估精准度较低。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够准确评估多能源电力系统稳定性的多能源电力系统振荡稳定性评估方法、装置、设备和介质。
第一方面，本申请提供了一种多能源电力系统振荡稳定性评估方法。该方法包括：
获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，机网组合方式集合包括多组机网组合方式，新能源出力组合方式集合包括多组新能源出力组合方式；
将机网组合方式和新能源出力组合方式作为多组能源组合方式，得到目标能源组合方式集合；
根据目标能源组合方式集合，获取各能源组合方式的阻尼；
根据阻尼确定对应的能源组合方式的稳定性指标。
在其中一个实施例中，获取机网组合方式集合，包括：
基于机网组合方式中各元件的异常概率，根据安全准则得到机网组合方式集合。
在其中一个实施例中，获取新能源出力组合方式集合，包括：
获取参考新能源出力组合方式集合；
根据参考新能源出力组合方式集合，从候选新能源出力组合方式集合中聚类得到新能源出力组合方式集合。
在其中一个实施例中，根据参考新能源出力组合方式集合，从候选新能源出力组合方式集合中聚类得到新能源出力组合方式集合，包括：
获取候选新能源出力组合方式集合中各候选新能源出力组合方式与参考新能源出力组合方式集合之间的加权距离；
将加权距离小于第一预设距离阈值的候选新能源出力组合方式作为典型新能源出力组合方式，得到典型新能源出力组合方式集合；
根据典型新能源出力组合方式集合确定边缘新能源出力组合方式，得到边缘新能源出力组合方式集合；
根据典型新能源出力组合方式集合和边缘新能源出力组合方式集合得到新能源出力组合方式集合。
在其中一个实施例中，获取候选新能源出力组合方式集合中各候选新能源出力组合方式与参考新能源出力组合方式集合之间的加权距离，包括：
分别获取各候选新能源出力组合方式与参考新能源出力组合方式集合中各参考新能源出力组合方式之间的距离，
将各距离与候选新能源出力组合方式对应的权重加权后求和，得到加权距离。
在其中一个实施例中，根据典型新能源出力组合方式集合确定边缘新能源出力组合方式，得到边缘新能源出力组合方式集合，包括：
获取典型新能源出力组合方式集合的集合中心；
将与集合中心的加权距离大于第二预设距离阈值的候选新能源出力组合方式作为边缘新能源出力组合方式，得到边缘新能源出力组合方式集合。
第二方面，本申请还提供了一种多能源电力系统振荡稳定性评估装置。该装置包括：
集合获取模块，用于获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，机网组合方式集合包括多组机网组合方式，新能源出力组合方式集合包括多组新能源出力组合方式；
将机网组合方式和新能源出力组合方式作为多组能源组合方式，得到目标能源组合方式集合；
处理模块，用于根据目标能源组合方式集合，获取各能源组合方式的阻尼；
评估模块，用于根据阻尼确定对应的能源组合方式的稳定性指标。
第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。该计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，机网组合方式集合包括多组机网组合方式，新能源出力组合方式集合包括多组新能源出力组合方式；
将机网组合方式和新能源出力组合方式作为多组能源组合方式，得到目标能源组合方式集合；
根据目标能源组合方式集合，获取各能源组合方式的阻尼；
根据阻尼确定对应的能源组合方式的稳定性指标。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，机网组合方式集合包括多组机网组合方式，新能源出力组合方式集合包括多组新能源出力组合方式；
将机网组合方式和新能源出力组合方式作为多组能源组合方式，得到目标能源组合方式集合；
根据目标能源组合方式集合，获取各能源组合方式的阻尼；
根据阻尼确定对应的能源组合方式的稳定性指标。
第五方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，机网组合方式集合包括多组机网组合方式，新能源出力组合方式集合包括多组新能源出力组合方式；
将机网组合方式和新能源出力组合方式作为多组能源组合方式，得到目标能源组合方式集合；
根据目标能源组合方式集合，获取各能源组合方式的阻尼；
根据阻尼确定对应的能源组合方式的稳定性指标。
上述多能源电力系统振荡稳定性评估方法、装置、设备、存储介质和计算机产品，在对多能源电力系统进行分析时，先获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，机网组合方式集合包括多组机网组合方式，新能源出力组合方式集合包括多组新能源出力组合方式；将机网组合方式和新能源出力组合方式作为多组能源组合方式，得到目标能源组合方式集合；然后获取目标能源组合方式集合中各能源组合方式的阻尼，基于各阻尼的计算结果得到目标能源组合方式集合中的各能源组合方式的稳定性指标。本申请通过在复杂的多能源电力系统中进行数据处理，对多能源电力系统中的能源组合方式进行集成，得到目标能源组合方式集合，然后基于目标能源组合方式实现对多能源电力系统的稳定性分析，提高多能源系统稳定性分析的评估效率和评估精准度，为多能源电力系统的安全运行提供保障。
附图说明
图1为一个实施例中多能源电力系统振荡稳定性评估方法的应用环境图；
图2为一个实施例中多能源电力系统振荡稳定性评估方法的流程示意图；
图3为一个实施例中获取新能源出力组合方式集合的流程示意图；
图4为另一个实施例中多能源电力系统振荡稳定性评估方法的流程示意图；
图5为一个实施例中多能源电力系统振荡稳定性评估装置的结构框图；
图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的稳定性评估方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104进行通信。数据存储系统可以存储服务器104需要处理的数据。数据存储系统可以集成在服务器104上，也可以放在云上或其他网络服务器上。服务器104获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，机网组合方式集合包括多组机网组合方式，新能源出力组合方式集合包括多组新能源出力组合方式；将机网组合方式和新能源出力组合方式作为多组能源组合方式，得到目标能源组合方式集合；服务器104根据目标能源组合方式集合，获取各能源组合方式的阻尼；服务器104根据阻尼确定对应的能源组合方式的稳定性指标。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种多能源电力系统振荡稳定性评估方法，以该方法应用于图1中的服务器104为例进行说明，包括以下步骤：
步骤202，获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，机网组合方式集合包括多组机网组合方式，新能源出力组合方式集合包括多组新能源出力组合方式；将机网组合方式和新能源出力组合方式作为多组能源组合方式，得到目标能源组合方式集合。
其中，机网组合方式是根据各能源设备的网络拓扑数据确定的组合方式，机网组合方式集合包括多组不同的机网组合方式。进一步的，机网组合可以是火电机组或天然气机组等。在各机网组合方式中，根据网络拓扑结构，能源设备可以包括机组、输电线、变压器等。
新能源出力组合方式可以是风电、光电、水电、氢能等新能源设备的组合方式，根据新能源设备的出力情况可以得到新能源出力组合方式集合，新能源出力组合方式集合包括多组新能源出力组合方式。在新能源出力组合方式中，各新能源设备独立，可以通过聚类、抽样等方式得到新能源出力组合方式集合。
目标能源组合方式集合是基于复杂的能源网络，以及能源设备的多样性而生成的具有稳定出力的能源组合方式。由于多能源电力系统中包括多种不同类型的能源组合方式，系统的网络拓扑复杂，在对多能源电力系统进行稳定性分析时，需要面对海量数据分析，本实施例在海量数据中获取得到目标能源组合方式集合，并基于该目标能源组合方式集合实现后续的数据分析，提高多能源电力系统的稳定性评估效率，且具有较好的评估精准度。
目标能源组合方式集合包括多组能源组合方式，在多能源电力系统中，能源组合方式表示不同能源之间的组合，例如，将风电、光伏等新能源与传统火电一同并网外送，形成的多能源电力系统。在多能源电力系统中，网络拓扑的复杂性、能源设备种类的多样性，新能源出力的不确定性都使得能源组合方式存在多样性。能源组合方式用于确定能源的运行方式，例如对于机网，可以根据传统火电机组、输电线路或变压器等网络拓扑数据确定组合方式，新能源可以根据不同机组的出力确定组合方式。
示例性地，机网组合方式集合可以通过火电、风电、光电、水电、氢能等设备确定。本实施例分别获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，再基于机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合得到目标能源组合方式集合，提高对能源组合方式数据的处理效率。
进一步的，在获取目标能源组合方式集合时，可以通过构建预测模型实现对目标能源组合方式集合的预测，也可以根据人工经验获取，分别获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，然后将机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合关联，得到目标能源组合方式集合。
步骤204，根据目标能源组合方式集合，获取各能源组合方式的阻尼。
其中，阻尼可以通过建立阻抗网络模型，进一步形成聚合阻抗，通过聚合阻抗的特性得到，阻尼用于判断组合方式的稳定性。对于能源组合方式集合来说，阻尼可以理解为衰减能量，阻尼抑制组合方式的动态，以使组合方式趋于稳定。本实施例中，能源组合方式的阻尼越小，表示该能源组合方式具有更强的稳定性。
示例性地，在获取各能源组合方式的阻尼时，先构建目标能源组合方式集合中各目标能源组合方式的阻抗网络模型，通过每个能源组合方式的阻抗网络得到聚合阻抗，根据得到的聚合阻抗对能源组合方式的振荡模式进行辨识，计算得到该能源组合方式振荡模式的阻尼。
步骤206，根据阻尼确定对应的能源组合方式的稳定性指标。
示例性地，结合获取的阻尼与设置预设阻尼阈值进行判断，对目标能源组合方式集合中各能源组合方式的稳定性进行评估。若获取的阻尼不小于预设阻尼阈值，则认为该能源组合方式稳定，若获取的阻尼小于预设阻尼阈值，则认为该能源组合方式不稳定。预设阻尼阈值设置的越大则表示能源组合方式稳定裕度越大，预设阻尼阈值可以设置为一个较小的正数。
根据能源组合方式基于阻尼的稳定性判断，得到目标能源组合方式集合中每个能源组合方式的稳定状态，能源组合方式的稳定状态可以表示为稳定函数e，其中，e＝1时表示该能源组合方式稳定，e＝0表示该能源组合方式不稳定。根据目标能源组合方式集合中的所有能源组合方式的稳定性函数，可以得到能源组合方式的稳定性指标。
本实施例可以基于得到的稳定性指标判断目标能源组合方式集合中各能源组合方式的稳定性，进而实现对多能源电力系统的稳定性评估，提高多能源电力系统的评估准确率。此外，由于本实施例先获取目标能源组合方式集合，在进行多能源电力系统的稳定性分析时避免了无效数据的分析，提高了多能源电力系统的评估效率。
在一个实施例中，获取机网组合方式集合，包括：基于机网组合方式中各元件的异常概率，根据安全准则得到机网组合方式集合。
其中，安全准则可以是N-K安全准则。N-K安全准则指的是在正常运行方式下，电力系统中的N个元件中的任意K个无故障或因故障断开，电力系统仍然能保持稳定运行和正常供电，其他元件不过负荷，且系统电压和频率在允许范围之内，这种保持电力系统稳定和持续供电的能力和程度，称为N-K安全准则。
示例性地，以火电能源系统为例，考虑火电机组、输电线路或变压器等能源系统中的元素存在故障或检修停运的可能，假定各元素的故障率或检修率相互独立，采用N-K安全准则得到该能源组合方式。
在一种实现方式中，还可以基于能源系统的检修计划获取机网组合方式集合，基于能源系统的检修计划，设置阈值用于将发生概率极小的情况排除在外，用于提高目标能源组合方式集合稳定性评估的效率。
在一个实施例中，获取新能源出力组合方式集合，包括：获取参考新能源出力组合方式集合；根据参考新能源出力组合方式集合，从候选新能源出力组合方式集合中聚类得到新能源出力组合方式集合。
其中，参考新能源出力组合方式集合是确定新能源出力组合方式集合时的初始集合，参考新能源出力组合方式集合可以通过经验基于典型的新能源出力组合方式获取。候选新能源出力组合方式集合包括需要加入参考新能源出力组合方式集合中的候选新能源出力组合方式，候选新能源出力组合方式集合可以通过随机抽取的方式获取，也可以根据新能源的出力能力得到，本实施例对该候选新能源出力组合方式集合获取的方式没有限制。
示例性地，通过聚类的方式获取新能源出力组合方式集合时，先在所有的新能源出力组合方式中获取参考新能源出力组合方式集合，然后将候选新能源出力组合方式集合中符合条件的新能源出力组合方式与参考新能源出力组合方式集合聚合在一起，得到新能源出力组合方式集合。
在一个实施例中，根据参考新能源出力组合方式集合，从候选新能源出力组合方式集合中聚类得到新能源出力组合方式集合，包括：获取候选新能源出力组合方式集合中各候选新能源出力组合方式与参考新能源出力组合方式集合之间的加权距离；将加权距离小于第一预设距离阈值的候选新能源出力组合方式作为典型新能源出力组合方式，得到典型新能源出力组合方式集合；根据典型新能源出力组合方式集合确定边缘新能源出力组合方式，得到边缘新能源出力组合方式集合；根据典型新能源出力组合方式集合和边缘新能源出力组合方式集合得到新能源出力组合方式集合。
示例性地，将候选新能源出力组合方式集合中的能源组合方式聚类到参考新能源出力组合方式集合时，可以通过计算候选新能源出力组合方式集合中各候选新能源出力组合方式与参考新能源出力组合方式集合之间的加权距离，基于该加权距离进行聚类，将加权距离小于预设距离阈值的候选新能源出力组合作为典型新能源出力组合方式，得到典型新能源出力组合方式集合；然后根据典型新能源出力组合方式集合确定边缘新能源出力组合方式，得到边缘新能源出力组合方式集合，根据典型新能源出力组合方式集合和边缘新能源出力组合方式集合得到新能源出力组合方式集合。
能源组合方式之间的加权距离可以通过能源组合方式的出力水平计算，例如通过不同能源组合方式的出力值得到不同能源组合方式的出力值差，将所有能源组合方式之间的出力值的差值加权，得到加权距离，将出力值相近的能源组合方式聚合在一起，提高能源组合方式的效率。
在一个实施例中，获取候选新能源出力组合方式集合中各候选新能源出力组合方式与参考新能源出力组合方式集合之间的加权距离，包括：分别获取各候选新能源出力组合方式与参考新能源出力组合方式集合中各参考新能源出力组合方式之间的距离，将各距离与候选新能源出力组合方式对应的权重加权后求和，得到加权距离。
其中，各候选新能源出力组合方式的权重表示对不同的能源组合方式赋权，在基于聚类得到新能源出力组合方式集合时，还可以结合各候选新能源出力组合方式的权重，该候选新能源出力组合方式的权重例如候选新能源出力组合方式的装机能量，装机能量大的能源组合方式权重越大，或者根据能源组合方式的使用寿命赋权，工作越久的能源组合方式权重越小。对候选新能源出力组合方式的各能源组合方式赋权后，在计算各候选新能源出力组合方式与参考新能源出力组合方式集合中各参考新能源出力组合方式之间的距离时，结合赋权的权重，计算加权距离，再基于加权距离进行聚类。
在一个实施例中，根据典型新能源出力组合方式集合确定边缘新能源出力组合方式，得到边缘新能源出力组合方式集合，包括：获取典型新能源出力组合方式集合的集合中心；将与集合中心的加权距离大于第二预设距离阈值的候选新能源出力组合方式作为边缘新能源出力组合方式，得到边缘新能源出力组合方式集合。
其中，典型新能源出力组合方式表示在新能源出力组合方式集合中，常用的典型的能源组合方式，在运行时，根据典型新能源出力组合方式运行的概率较高。针对典型新能源出力组合方式集合，本实施例还设置边缘新能源出力组合方式与之对应，对典型新能源出力组合方式集合中的组合方式进行补充，通过边缘新能源出力组合方式运行的概率较低，设置边缘新能源出力组合方式可以更完善的反映多能源电力系统的稳定运行边界。
示例性地，对于聚类后得到的典型新能源出力组合方式集合，确定该典型新能源出力组合方式集合的集合中心，将与集合中心的加权距离大于第二预设距离阈值的候选新能源出力组合方式作为边缘新能源出力组合方式，得到边缘新能源出力组合方式集合。其中，第二预设距离阈值可以和第一预设距离阈值相同，也可以根据需求单独设置，在获取边缘新能源出力组合方式时，可以根据需求选取若干组边缘新能源出力组合方式，作为对典型新能源出力组合方式的补充。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种获取新能源出力组合方式集合的流程示意图，如图3所示，包括以下步骤：
步骤302：获取参考新能源出力组合方式集合；
根据需求分析，将新能源出力组合方式根据出力水平划分为X类水平，用pi表示新能源出力组合i的出力标幺值，pi的取值集合如下：
公式(1)中，X≥3。不考虑不同新能源出力组合之间的运行条件差异，即认为所有新能源出力组合方式具有相同的出力水平，生成新能源出力组合方式的参考新能源出力组合方式集合：
公式(2)中，N4分别表示新能源出力组合方式的数量，集合S2共包含X种参考新能源出力组合方式集合。
步骤304：获取候选新能源出力组合方式集合；
考虑到新能源出力组合方式的地理位置分散，风速、光伏等运行条件存在差异。假定各新能源出力组合方式的出力水平相互独立，采用分层抽样方法生成大量的随机能源组合方式，构成候选新能源出力组合方式集合。
步骤306：根据加权距离最小原则，从候选新能源出力组合集合中聚类得到典型新能源出力组合方式集合。
以X种参考新能源出力组合方式集合的集合中心为聚类中心，对生成的候选新能源出力组合方式集合中的能源组合方式进行聚类。
能源组合方式之间的相似性用加权欧式距离表示，加权欧式距离的表达如下：
公式(3)中，dkj是第k种和第j种能源组合方式之间的加权欧式距离；pik表示第k种出力组合下新能源组合方式的出力水平，pij表示第j种出力组合下新能源组合方式的出力水平；ωi表示新能源组合方式i的权重，赋权方法可根据需求选取，例如可按照各组合方式中场站装机容量进行赋权，装机容量大的场站则权重越大。
基于加权欧式距离与加权距离阈值的比较，将候选新能源出力组合方式集合中的能源组合方式归档到最近的参考新能源出力组合方式集合中，形成X个聚类，所有聚类的组合集合构成典型新能源出力组合方式集合。
步骤308：根据典型新能源出力组合方式集合得到边缘新能源出力组合方式集合。
根据典型新能源出力组合方式结合确定边缘新能源出力组合方式集合。例如，可以在典型新能源出力组合方式集合的每一聚类中，选取距离类中心的加权欧氏距离最远的若干个样本点，即在典型新能源出力组合集中再次判断，将加权欧式距离大于第二阈值的能源组合方式作为该聚类对应的边缘新能源出力组合方式。这些离群、极端的边缘新能源出力组合方式尽管出现概率较低，但可作为典型新能源出力组合方式的补充，更为完善地反映多能源电力系统的稳定运行边界。
步骤310：由典型新能源出力组合方式集合和边缘新能源出力组合方式集合共同构成新能源组合方式集合。
由典型新能源出力组合方式集合和边缘新能源出力组合方式集合共同构成新能源组合方式集合。例如，每一个聚类包括m个典型新能源出力组合方式和n个边缘新能源出力组合方式，则最终形成了包括mX个典型新能源出力组合方式的典型新能源出力组合方式集合和nX个边缘新能源出力组合方式的边缘新能源出力组合方式集合，共同构成新能源组合方式集合。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种多能源电力系统振荡稳定性评估方法的流程示意图，如图4所示，该多能源电力系统振荡稳定性评估包括以下步骤：
步骤402：根据N-K安全准则，获取机网组合方式集合。
通过N-K安全准则确定机网组合方式集合。该集合包括多组机网组合方式，考虑火电机组、输电线路或变压器等机网系统中元素存在故障或检修停运的可能，假设各元素的故障或检修事件相互独立，采用N-K安全准则得到的机网组合方式集合表示为：
公式(4)中，ai、bj、cm分别表示火电机组i、输电线路j、变压器m的运行状态，故障状态用1表示，正常状态用0表示；N1、N2、N3分别表示火电机组、输电线路、变压器的数量；k1、k2、k3分别表示火电机组、输电线路、变压器的最多故障/检修数量，可以实际需求确定。
为保证机网组合方式的合理，设置以下约束条件：
k1≤N1-1,k2≤N2-1,k3≤N3-1(5)
在一个可能的实现方式中，还可以根据机网组合方式故障和电网检测计划，设置合理的阈值将发生概率极小的恶劣情况排除在外，改善机网组合方式集合的保守性和稳定性评估的效率。
步骤404：通过聚类方法，获取新能源出力组合方式集合。
对于新能源出力组合方式集合，通过上述实施例的聚类方式将具有不确定性的新能源出力组合方式进行聚类，得到新能源组合方式集合，其中，新能源组合方式集合包括典型新能源出力组合方式和边缘新能源出力组合方式。
步骤406：结合机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，获取目标能源组合方式集合。
基于前述步骤获取的机网组合方式集合和获取的新能源出力组合方式集合，获取目标能源组合方式集合。
步骤408：对目标能源组合方式集合通过计算稳定性指标进行稳定性评估。
本实施例基于阻抗网络分析法分析多能源电力系统在目标能源组合方式集合的振荡稳定性。包括以下步骤：
在目标能源组合集合中选定一种机网组合方式集合和一种新能源出力组合方式集合，形成一种能源组合方式，对获取的能源组合方式进行编号。
采用阻抗网络分析方法，判断当前能源组合方式的稳定性。在当前运行条件下建立能源组合方式的阻抗网络模型，进一步形成聚合阻抗，通过聚合阻抗的频率特性曲线辨识能源组合方式的振荡模式，并定量计算振荡频率有阻尼，其中稳定振荡模式的阻尼为正值。设定阻尼阈值为σ，σ为一个较小的正数，σ越大表示能源组合方式的稳定裕度越大。
若能源组合方式不存在振荡或者振荡模式的阻尼不小于σ，判断该能源组合方式稳定；若能源组合方式振荡模式的阻尼小于σ，判断该能源组合方式不稳定。记录每个编号能源组合方式的稳定状态e，当e＝1时表示该能源组合方式稳定，e＝0时表示该能源组合方式不稳定。
对目标能源组合方式集合中所有的能源组合方式进行稳定性计算，对计算的结果进行处理，该稳定性结果可以用于电网规划或对调度部门提出建议。例如，可评估不同机网组合集合的振荡风险，每种机网组合方式集合包括(n+1)X种新能源出力组合方式集合，则机网组合方式集合j对应的稳定性指标为：
公式(6)中，Rj表示机网组合方式j的风险指标；eij表示在机网组合方式j、新能源出力组合方式i形成的运行方式下，系统对应的稳定状态。Rj大于零时，表示系统在机网组合方式j下存在振荡风险，且Rj越大表示振荡风险越高，电网部门应采取措施尽量避免产生振荡风险较高的机网组合方式。
本实施例在对多能源电力系统进行稳定性评估时，从海量的新能源出力组合方式中通过聚类得到典型新能源出力组合方式和边缘新能源出力组合方式，兼顾了能源组合方式稳定性评估的精度和效率，对于多能源电力系统的规划决策或风险规避具有重要作用。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的稳定性评估方法的稳定性评估装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个稳定性评估装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于稳定性评估方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种多能源电力系统振荡稳定性评估装置，包括：集合获取模块502、处理模块504和评估模块506，其中：
集合获取模块502，用于获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，机网组合方式集合包括多组机网组合方式，新能源出力组合方式集合包括多组新能源出力组合方式；
将机网组合方式和新能源出力组合方式作为多组能源组合方式，得到目标能源组合方式集合；
处理模块504，用于根据目标能源组合方式集合，获取各能源组合方式的阻尼；
评估模块506，用于根据阻尼确定对应的能源组合方式的稳定性指标。
在一个实施例中，集合获取模块502还用于基于机网组合方式中各元件的异常概率，根据安全准则得到机网组合方式集合。
在一个实施例中，集合获取模块502还用于获取参考新能源出力组合集合；根据参考新能源出力组合方式集合，从候选新能源出力组合方式集合中聚类得到新能源出力组合方式集合。
在一个实施例中，集合获取模块502还用于获取候选新能源出力组合方式集合中各候选新能源出力组合方式与参考新能源出力组合方式集合之间的加权距离；将加权距离小于第一预设距离阈值的候选新能源出力组合方式作为典型新能源出力组合方式，得到典型新能源出力组合方式集合；根据典型新能源出力组合方式集合确定边缘新能源出力组合方式，得到边缘新能源出力组合方式集合；根据典型新能源出力组合方式集合和边缘新能源出力组合方式集合得到新能源出力组合方式集合。
在一个实施例中，集合获取模块502还用于分别获取各候选新能源出力组合方式与参考新能源出力组合方式集合中各参考新能源出力组合方式之间的距离，将各距离与候选新能源出力组合方式对应的权重加权后求和，得到加权距离。
在一个实施例中，集合获取模块502还用于获取典型新能源出力组合方式集合的集合中心；将与集合中心的加权距离大于第二预设距离阈值的候选新能源出力组合方式作为边缘新能源出力组合方式，得到边缘新能源出力组合方式集合。
上述多能源电力系统振荡稳定性评估装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储能源组合方式集合数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种多能源电力系统振荡稳定性评估方法。
本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
需要说明的是，本申请所涉及的电网信息(包括但不限于能源组合信息、能源组合的出力信息)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多能源电力系统振荡稳定性评估方法，其特征在于，所述方法包括：
获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，所述机网组合方式集合包括多组机网组合方式，所述新能源出力组合方式集合包括多组新能源出力组合方式；
将所述机网组合方式和所述新能源出力组合方式作为多组能源组合方式，得到目标能源组合方式集合；
根据所述目标能源组合方式集合，获取各所述能源组合方式的阻尼；
根据所述阻尼确定对应的所述能源组合方式的稳定性指标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取机网组合方式集合，包括：
基于所述机网组合方式中各元件的异常概率，根据安全准则得到所述机网组合方式集合。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取新能源出力组合方式集合，包括：
获取参考新能源出力组合方式集合；
根据所述参考新能源出力组合方式集合，从候选新能源出力组合方式集合中聚类得到所述新能源出力组合方式集合。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述参考新能源出力组合方式集合，从候选新能源出力组合方式集合中聚类得到所述新能源出力组合方式集合，包括：
获取所述候选新能源出力组合方式集合中各候选新能源出力组合方式与所述参考新能源出力组合方式集合之间的加权距离；
将所述加权距离小于第一预设距离阈值的候选新能源出力组合方式作为典型新能源出力组合方式，得到典型新能源出力组合方式集合；
根据所述典型新能源出力组合方式集合确定边缘新能源出力组合方式，得到边缘新能源出力组合方式集合；
根据所述典型新能源出力组合方式集合和所述边缘新能源出力组合方式集合得到所述新能源出力组合方式集合。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取所述候选新能源出力组合方式集合中各候选新能源出力组合方式与所述参考新能源出力组合方式集合之间的加权距离，包括：
分别获取各所述候选新能源出力组合方式与所述参考新能源出力组合方式集合中各参考新能源出力组合方式之间的距离，
将各所述距离与所述候选新能源出力组合方式对应的权重加权后求和，得到所述加权距离。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述典型新能源出力组合方式集合确定边缘新能源出力组合方式，得到边缘新能源出力组合方式集合，包括：
获取所述典型新能源出力组合方式集合的集合中心；
将与所述集合中心的加权距离大于第二预设距离阈值的候选新能源出力组合方式作为边缘新能源出力组合方式，得到边缘新能源出力组合方式集合。
7.一种多能源电力系统振荡稳定性评估装置，其特征在于，所述装置包括：
集合获取模块，用于获取机网组合方式集合和新能源出力组合方式集合，所述机网组合方式集合包括多组机网组合方式，所述新能源出力组合方式集合包括多组新能源出力组合方式；
将所述机网组合方式和所述新能源出力组合方式作为多组能源组合方式，得到目标能源组合方式集合；
处理模块，用于根据所述目标能源组合方式集合，获取各所述能源组合方式的阻尼；
评估模块，用于根据所述阻尼确定对应的所述能源组合方式的稳定性指标。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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