[發明專利]一種孤島運行狀態下的微網可靠性評估方法

在審

• 申請號: 201310752869.7
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103699805A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 劉海濤;吳鳴;蘇劍;郭力;李洋;季宇;于輝;李蕊
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及電網可靠性評估領域，具體涉及一種孤島運行狀態下的微網可靠性評估方法。

背景技術

電力系統可靠性是指電力系統按照可接受的質量標準和所需數量不間斷地向電力用戶提供電能的能力。在以電能為主要的能源消耗方式的當今社會，居民對電能的依賴性越來越強。在遠離電網的地區，在當地直接發電是最好的選擇，這樣孤島運行狀態的微網成為人們最需要的動力源。

傳統的電網可靠性評估，是通過建立系統各元件的運行-停運狀態模型，根據電網的構型，分析元件停運的后果，采用解析或模擬的方法，進而評估系統的可靠性指標。其中，蒙特卡洛模擬法以其物理意義清楚、適用范圍廣泛、便于使用等特點，越來越受到重視。

隨著分布式能源發展壯大，風力發電和光伏發電裝機容量逐年攀升，這對孤島運行模式的微網發展有著重要的推動力量。風機、光伏等新能源大多以分布式電源（DG）的形式直接接入到微網中，對微網內部的負荷供電。傳統電網的可靠性評估方法，不能直接應用到微網當中，需要對其改進。除了傳統的評估步驟外，還要考慮風機、光伏出力波動性及其運行方式的影響。

現有技術中微網可靠性評估的方法包括：建立了風機出力的三狀態模型，采用時序模擬技術評估風機作為后備電源時配電系統的可靠性；離網型風光互補發電系統；考慮分布式電源出力特性和孤島形成概率的解析方法用以評估并網運行的DG對配電系統可靠性的影響；結合蓄電池優化管理，提出了獨立光伏電站和蓄電池相互結合的問題；針對配電網的特點，提出了可靠性分析的復合隨機性負荷特征，進而分析了含分布式電源的配電系統可靠性；分析微網各個元件對其離網持續運行能力的影響程度，分析了微網在離網模式下的可靠性。現有技術中缺少一種對微網的可靠性進行全時段、全面綜合的評估方法。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種孤島運行狀態下的微網可靠性評估方法，包括：

步驟1，獲取微網拓撲結構、系統各元件的故障率和故障修復率，系統負荷特性以及分布式能源和儲能裝置的配置情況，獲取微網正常運行狀態時，全時段的風機、光伏和蓄電池出力以及實時負荷值；

步驟2，判斷所述微網是否正常運行；是，根據所述步驟1中記錄的所述微網正常運行狀態時全時段的風機、光伏和蓄電池出力以及實時負荷值，進行功率平衡的判斷和負荷消減的判斷，得到停電負荷的停電次數和停電時間，執行步驟6；否，初始化模擬時鐘，根據所述各元件的故障率，確定故障前運行時間最短的元件的運行時間TTF_min，將所述模擬時鐘推進到所述運行時間TTF_min時刻，執行步驟3；

步驟3，根據所述故障前運行時間最短的元件的故障修復率確定所述元件的故障時間TTR；

步驟4，確定所述微網中的負荷點屬于故障區域或者非故障區域，所述故障區域內的負荷點的停電時間為故障修復時間；所述非故障區域內根據所述步驟1中記錄的所述微網正常運行狀態時全時段的風機、光伏和蓄電池出力以及實時負荷值進行功率平衡判斷和負荷消減判斷；得到所述故障區域和非故障區域在TTF_min～TTF_min+TTR時間段內停電負荷的停電次數和停電時間；

步驟5，更新所述步驟2中選取的所述故障前運行時間最短的元件的下次故障前運行時間，判斷所述模擬時鐘的時間是否到達滿足評估精度所需的時間長度，是，確定TTF_min+TTR時間后故障前運行時間最短的元件，執行步驟3；否，執行步驟6；

步驟6，根據所述步驟2或者步驟4得到的結果，按照不同負荷等級計算微網內的可靠性指標。

本發明提供的第一優選實施例中：在所述步驟2之前列舉所有元件故障后的負荷點停電情況，形成負荷點的故障后果列表。

本發明提供的第二優選實施例中：所述步驟2和步驟4中根據所述步驟1中記錄的所述微網正常運行狀態時全時段的風機、光伏和蓄電池出力以及實時負荷值進行所述功率平衡判斷和所述負荷消減判斷的方法包括：

步驟201，設置模擬步長為1小時，獲取在所述模擬步長全時間段內風機和光伏陣列的實時功率，以及所述時段的實時負荷；