[發明專利]一種計及不同運行策略的微網可靠性評估方法

在審

• 申請號: 201610532855.8
• 申請日: 2016-07-08
• 公開（公告）號: CN107591833A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 盧錦玲;周松浩
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種計及不同運行策略的微網可靠性評估方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

I、運用狀態空間法建立儲能系統的可靠性模型，得出它們的等效故障率和修復率；

II、根據某一地區過去10年的風速、日光照輻射強度歷史數據建立未來一年的風速、日光照輻射度ARMA模型，然后利用功率轉換公式求出計及故障的單臺風光機組一年的時序輸出功率；

III、建立計劃利用微網供電的負荷時序模型；

IV、基于上述求得的功率模型采用生物地理學粒子群混合算法求解計及運行策略的微網獨立運行時風光柴儲容量的最優配置；

V、基于上述求得的風光柴儲最優容量以集中方式接入微網，考慮微電源故障、微網具體的網架結構和運行策略等進行可靠性評估。

2.基于權利要求1所述的一種計及不同運行策略的微網可靠性評估方法，其特征在于：步驟I所述的運用狀態空間法建立儲能系統的可靠性模型；狀態空間法是通過系統狀態間的轉移關系來描述系統的一種方法，其理論基礎是馬爾科夫過程，即認為系統從一種狀態轉移到另一種狀態與過去的歷史無關；根據系統組成部分的串并聯關系建立狀態轉移圖，求解各狀態轉移率，根據轉移率建立狀態轉移矩陣A，求解系統的平穩狀態概率，進一步計算系統的等效故障率和修復率；然后可以通過蒙特卡洛隨機抽樣求得系統的平均無故障工作時間、故障平均修復時間。

3.基于權利要求1所述的一種計及不同運行策略的微網可靠性評估方法，其特征在于：步驟II所述的根據某一地區過去10年的風速、日光照輻射強度歷史數據，建立它們的自回歸滑動平均模型(ARMA模型)；所建立的ARMA模型能夠揭示變量的時序性和自相關性；利用建立的ARMA模型求解未來一年的風速、日照輻射度時序模型，利用相應的功率轉換公式求出計及故障的單臺風電機組和光伏機組的時序模型；其中風電機組功率轉換公式為：

式中，P_r為風力發電機的額定輸出功率，v_ci為切入風速，v_r為額定風速，v_co為切出風速，A、B、C是關于v_ci、v_r、v_co的表達式：

光伏機組功率轉換公式為：

式中P_m為額定功率，G_t為第t個小時的光照強度，G_std為標準環境給定的光照強度，通 常取1kW/m²，R_c為特定光照強度，通常取0.15kW/m²。

4.基于權利要求1所述的一種計及不同運行策略的微網可靠性評估方法，其特征在于：步驟IV所述的基于上述求得的功率模型采用生物地理學粒子群混合算法求解風光柴儲容量的最優配置，生物地理學算法后期的突變操作復雜，生物地理學粒子群混合算法的特征在于用粒子群算法的更新公式改進生物地理學算法的棲息地個體中那些適應度較差的個體，而摒棄生物地理學算法自身的突變操作。

5.基于權利要求4所述的生物地理學算法求解微網風光柴儲最優容量配置的特征在于：目標函數是綜合經濟費用最小，約束條件有：供電可靠性指標、風光柴儲最大容量、儲能裝置充放電功率限制、污染物排放量約束等；計及3種微網運行策略，分別是儲能裝置和柴油發電機輪流做主電源、柴油發電機做主電源儲能裝置后備、儲能裝置做主電源柴油發電機持續運行。

6.基于權利要求1所述的一種計及不同運行策略的微網可靠性評估方法，其特征在于：步驟V所述的基于上述求得的風光柴儲最優容量以集中方式接入微網，考慮微電源故障、微網具體的網架結構和運行策略等進行可靠性評估，采用的網架結構根據IEEE-RBTS Bus6改造而來；模擬時間為100年，對于任意一種運行策略，評估之前首先形成微網內非電源元件故障的FEMA表；評估過程采用序貫蒙特卡洛模擬方法對微網內非電源元件進行抽樣，選擇無故障運行時間最少的元件為故障元件，同時求得故障元件的修復時間，此時通過FEMA表記錄故障元件造成的微網內負荷點停電次數、停電時間、電量缺額；對無故障運行時間和故障修復時間內與微網相連的用戶分別進行可靠性評估，記錄微網內負荷點的電量缺額；綜合可得微網可靠性指標。