[發明專利]分布式發電和儲能裝置運行特性的可靠性建模方法

在審

• 申請號: 201510947449.3
• 申請日: 2015-12-17
• 公開（公告）號: CN105391065A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 郭勁松;陳小平;宣飛翔;周博;陳夢霞
• 申請（專利權）人: 國網浙江諸暨市供電公司;國家電網公司;國網浙江省電力公司;國網浙江省電力公司紹興供電公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所(普通合伙) 33220
• 代理人: 蔣衛東

技術領域

本發明涉及一種分布式發電和儲能裝置運行特性的可靠性建模方法，屬于配電系統技術領域。

背景技術

隨著經濟的發展和社會的進步，用戶對電能的需求量不斷增長，對供電質量的要求也越來越高。采用傳統集中供電方式的配電網存在供電可靠性水平低、擴建難度大等弊病也日益凸顯。

分布式發電與傳統集中式供電相結合被世界各國電力專家公認為是能夠減少電網投資與改造費用、降低網絡損耗、改善電壓質量、提高系統可靠性和靈活性的有效方式。為了減少分布式電源對配電網的不利影響，促進分布式電源的有效利用，人們提出了微網的概念。微網是由可再生能源分布式發電裝置、負荷、儲能裝置以及相關控制設備組成的單一可控獨立供電系統。它的運行方式靈活，對分布式電源有良好的兼容性。在并網運行期間，微網能有效利用風能、太陽能、潮汐等清潔可再生能源發電，減少對化石能源的依賴，有助于緩解能源危機與環境污染的壓力；配電網發生故障時，微網可以孤島運行提高用戶供電可靠性。接入配電網饋線末端的微網還可以降低配電網網絡損耗以及提高用戶的電壓質量。

隨著微網在世界范圍內的不斷發展與推廣，微網的接入對配電網結構的改變以及微電源自身功率輸出不確定性對配電網可靠性產生的影響成為必然面臨的問題。而傳統基于單電源輻射型配電網結構的可靠性評價方法，因面臨著搜索冗余、計算復雜、工作量大、計算耗時等方面的缺陷，已無法直接適用于包含微網的新型配電網可靠性的評價。

發明內容

鑒于以上存在的不足，本發明提供一種分布式發電和儲能裝置運行特性的可靠性建模方法，有利于微網對配電系統的可靠性影響的分析。

本發明提供一種分布式發電和儲能裝置運行特性的可靠性建模方法，包括以下步驟：

步驟1)建立微網中負荷的模型，用平均負荷來表征每個負荷點的負荷參數；

步驟2）將微網中分散安裝的分布式電源和儲能裝置等效成安裝在一個物理節點上的一個聯合發電系統，并做以下假設：

a.假定聯合發電系統自治性與可控性都非常好，另外它的調節非常及時，忽略功率調節時間常數的影響；

b.認為安裝在微網內的儲能裝置容量足夠大，在微網孤島運行期間儲能裝置和分布式電源所組成的聯合發電系統所提供的電能，能滿足負荷需求；

c.微網中各點的天氣的因素都是相同的；

d.各個負荷點的注入功率互不相關;

步驟3）建立聯合發電系統的故障狀態模型和正常狀態模型。

本發明將分布式發電和儲能裝置等效為一個聯合發電系統來考慮，針對聯合發電系統分別建立故障狀態和正常狀態兩種模型，充分考慮了聯合發電系統的工作方式的影響，為分析聯合發電系統對配電系統的可靠性影響奠定了基礎。

以下通過具體實施方式對本發明做進一步闡述。

具體實施方式：

本發明提供的分布式發電和儲能裝置運行特性的可靠性建模方法，包括以下步驟：

步驟1)建立微網中負荷的模型，用平均負荷來表征每個負荷點的負荷參數；

微網中的負荷根據類型不同，可以分為居民生活負荷、工業負荷和商業負荷，在配電系統中由于各負荷點的負荷大小是隨機波動的，因此很難用簡單統一的數學模型來描述。每個負荷點的負荷參數通常用平均負荷來表征，從長期的統計數據可以得到，平均負荷與峰值負荷之間存在一定的關系，即可通過峰值負荷與負荷系數的乘積得到平均負荷。

步驟2）將微網中分散安裝的分布式電源和儲能裝置等效成安裝在一個物理節點上的一個聯合發電系統，并做以下假設：

a.假定聯合發電系統自治性與可控性都非常好，另外它的調節非常及時，忽略功率調節時間常數的影響；

b.認為安裝在微網內的儲能裝置容量足夠大，在微網孤島運行期間儲能裝置和分布式電源所組成的聯合發電系統所提供的電能，能滿足負荷需求；

c.微網中各點的天氣的因素都是相同的；

d.各個負荷點的注入功率互不相關;

分布式電源中的光伏發電系統和風力發電系統的出力受自然天氣影響較大，都具有很大的隨機性、波動性和間歇性，但是它們的出力曲線變化趨勢并不一致，各自出現最大值的時刻也不相同，因此把它們與儲能裝置結合起來能起到很好的互補效應，可以形成一個聯合發電系統，平滑光伏發電以及風力發電出力的波動性，作為一個整體來提高系統供電可靠性并改善電能質量。

步驟3）建立聯合發電系統的故障狀態模型和正常狀態模型。