[發(fā)明專利]一種考慮光儲(chǔ)持續(xù)帶載能力的配電網(wǎng)可靠性評估方法

有效

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• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN107093007B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃偉;張勇軍;陳伯達(dá);陳家超
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種考慮光儲(chǔ)持續(xù)帶載能力的配電網(wǎng)可靠性評估方法，其特征在于，包括下述步驟：

步驟1：收集目標(biāo)地區(qū)配電網(wǎng)的光伏電站N_p天的歷史出力數(shù)據(jù)，其中采樣時(shí)間間隔為ΔT_c，第i天采樣時(shí)刻t光伏的實(shí)際出力為P(i,t)；對不同日的光伏出力曲線進(jìn)行聚類，得到N_e類光伏出力曲線，其中N_e表示聚類得到的不同天氣類型的數(shù)量，同一天氣類型下的光伏出力特性相似；統(tǒng)計(jì)得到不同天氣類型之間的轉(zhuǎn)換概率矩陣；

步驟2：根據(jù)聚類得到的不同天氣類型下的光伏出力歷史數(shù)據(jù)，分別建立不同天氣類型下的光伏出力時(shí)間序列模型；

步驟3：考慮不同天氣類型下的光儲(chǔ)持續(xù)帶載能力，并采用蒙特卡洛模擬法對所述配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行仿真，獲取所述配電網(wǎng)的可靠性指標(biāo)；步驟3中考慮不同天氣類型下光儲(chǔ)的持續(xù)帶載能力并采用蒙特卡洛模擬法對所述配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行仿真，具體包括：

步驟3-1：采集目標(biāo)地區(qū)配電網(wǎng)中各負(fù)荷點(diǎn)典型年負(fù)荷曲線，確定仿真次數(shù)N_max，令當(dāng)前的仿真次數(shù)N_m＝1，初始化系統(tǒng)仿真時(shí)間T_sim＝0；

步驟3-2：根據(jù)歷史天氣類型轉(zhuǎn)換概率矩陣抽樣確定當(dāng)次仿真一年內(nèi)各日的天氣類型，形成年天氣類型序列表；

步驟3-3：隨機(jī)產(chǎn)生與配電網(wǎng)電力元件數(shù)量n統(tǒng)一的隨機(jī)數(shù)δ₁,δ₂…,δ_n，根據(jù)隨機(jī)數(shù)依次求取第i個(gè)元件的無故障工作時(shí)間T_i＝-lnδ_i/λ_i；其中，所述的λ_i為第i個(gè)所述電力元件的故障率，i＝1～n；

步驟3-4：選取當(dāng)前最小無故障工作時(shí)間TTF＝min(T_i),仿真時(shí)間T_sim＝TTF；判斷T_sim是否大于1年，若否，在抽樣獲得故障元件后，再產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)ξ，計(jì)算故障元件的修復(fù)時(shí)間T_r＝-lnξ/μ，作為系統(tǒng)故障持續(xù)時(shí)間，其中，所述的μ為元件的修復(fù)率，再執(zhí)行下一步，即步驟3-5；若是，則N_m＝N_m+1，并轉(zhuǎn)到步驟3-6；

步驟3-5：將與最小無故障工作時(shí)間對應(yīng)的電力元件作為故障元件，利用故障歷遍搜索，分析故障元件所影響的負(fù)荷類型，所述的負(fù)荷類型有A、B、C三類，其中A類負(fù)荷為故障元件對其沒有影響，為不停電負(fù)荷；B類負(fù)荷為停電時(shí)間是故障元件修復(fù)T_r的負(fù)荷；C類負(fù)荷為微電網(wǎng)內(nèi)部負(fù)荷，對于A類負(fù)荷，無須停電處理；對于B類負(fù)荷，累計(jì)停電時(shí)間Rest和停電次數(shù)Fau，并計(jì)算在停電時(shí)間內(nèi)的缺供電量LoEng；對于C類負(fù)荷，需根據(jù)微網(wǎng)內(nèi)光儲(chǔ)可持續(xù)帶載能力考慮孤島區(qū)域的劃分和運(yùn)行情況后統(tǒng)計(jì)其累計(jì)停電時(shí)間Rest、停電次數(shù)Fau和停電時(shí)間內(nèi)的缺供電量LoEng，具體作處理步驟如下：

步驟3-5-1：令n_z＝1，n_z表示此次故障時(shí)段內(nèi)第n_z次更新確定孤島運(yùn)行范圍，假設(shè)每年均為365天，以1月1日零點(diǎn)為計(jì)算起點(diǎn)根據(jù)T_sim折算求得故障發(fā)生日期和當(dāng)日的時(shí)刻t_g，設(shè)置動(dòng)態(tài)更新孤島運(yùn)行范圍的間隔時(shí)間T_z；

步驟3-5-2：計(jì)算在故障發(fā)生時(shí)刻t_g起的[t_g+(n_z-1)T_z，t_g+n_zT_z]時(shí)段內(nèi)時(shí)刻t的光儲(chǔ)的可持續(xù)帶載能力，所述t∈[t_g+(n_z-1)T_z，t_g+n_zT_z]時(shí)段內(nèi)光儲(chǔ)可持續(xù)帶載能力可用光伏置信出力P_v(t)與儲(chǔ)能可持續(xù)出力P_e(t)之和P_ve(t)＝P_v(t)+P_e(t)來表示，其中所述的光伏置信出力P_v(t)的計(jì)算過程包括：

1)根據(jù)該年天氣類型序列表確定故障發(fā)生時(shí)刻所處的天氣類型，依照權(quán)利要求書所述的步驟2的模型采用序貫隨機(jī)抽樣技術(shù)模擬生成該天氣類型下N_t個(gè)光伏出力日序列樣本，其中各樣本的抽樣點(diǎn)時(shí)間間隔為ΔT_c；

2)令t＝t_g+(n_z-1)T_z，設(shè)定置信度為δ，將抽樣得到光伏出力的序列樣本中t時(shí)刻的光伏出力模擬數(shù)據(jù)按從大到小排列得到N_t個(gè)數(shù)據(jù)，則第個(gè)出力值就是光伏在時(shí)刻t的置信出力P_v(t)，其中是指δ乘以δ×N_t后向上取整；

3)令t＝t_g+(n_z-1)T_z+ΔT_c，判斷t≤t_g+n_zT_z是否成立，若成立，則返回2繼續(xù)計(jì)算，若不成立則計(jì)算結(jié)束，輸出P_v(t)；

所述的t∈[t_g+(n_z-1)T_z，t_g+n_zT_z]時(shí)段內(nèi)儲(chǔ)能可持續(xù)出力P_e(t)的計(jì)算公式如下：

式中，E(t_g+(n_z-1)T_z)為電池在時(shí)刻t_g時(shí)所存儲(chǔ)的電量，當(dāng)n_z＝1時(shí)，儲(chǔ)能的初始電量E(t_g)＝E_N，E_N為儲(chǔ)能裝置的額定容量；E_remain為考慮電池使用壽命的前提下所允許的電池最低剩余電量，P_emax為儲(chǔ)能裝置的最大輸出功率；

步驟3-5-3：根據(jù)目標(biāo)地區(qū)配電網(wǎng)中各負(fù)荷點(diǎn)典型年負(fù)荷曲線，在故障時(shí)段t∈[T_sim+(n_z-1)T_z，T_sim+n_zT_z]，統(tǒng)計(jì)孤島內(nèi)當(dāng)前所帶的總負(fù)荷曲線其中n_g為孤島當(dāng)前所帶的負(fù)荷點(diǎn)總數(shù)，P_Li(t)為第i個(gè)負(fù)荷點(diǎn)時(shí)刻t的功率；

步驟3-5-4：在故障時(shí)段t∈[T_sim+(n_z-1)T_z，T_sim+n_zT_z]內(nèi)，判斷P_LSUM(t)≤P_ve(t)是否成立，若否，則以負(fù)荷分塊的形式根據(jù)負(fù)荷分區(qū)指數(shù)I對負(fù)荷進(jìn)行削減，并累計(jì)消減的負(fù)荷點(diǎn)的停電時(shí)間Rest和停電次數(shù)Fau，并計(jì)算在停電時(shí)間內(nèi)的缺供電量LoEng等可靠性指標(biāo)后返回到步驟3-5-3；若是，則在[T_sim+(n_z-1)T_z，T_sim+n_zT_z]時(shí)段，削減負(fù)荷后的孤島內(nèi)所有負(fù)荷點(diǎn)均不停電；

步驟3-5-5：判斷時(shí)間n_zT_z是否大于等于修復(fù)時(shí)間T_r，若是，則削減負(fù)荷后的孤島內(nèi)負(fù)荷不停電，刪除此次故障元件對應(yīng)的無故障工作時(shí)間變量T_i，并返回步驟3-4；若否，則n_z＝n_z+1后返回步驟3-5-2；

步驟3-6：判斷N_m≤N_max是否成立，若是，則返回步驟3-2；若否，則仿真結(jié)束，輸出各負(fù)荷點(diǎn)累計(jì)停電時(shí)間Rest和停電次數(shù)Fau，并計(jì)算在停電時(shí)間內(nèi)的缺供電量LoEng等可靠性指標(biāo)；

步驟3-7：根據(jù)負(fù)荷點(diǎn)可靠性指標(biāo)計(jì)算配電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。