[發明專利]含柔性變電站的混合交直流配電網可靠性評估方法

有效

• 申請號: 201810466643.3
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108565858B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 周暉;胡順威;周方澤;劉楨;從黎
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F30/20
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 麻吉鳳

本發明實施例提供了一種含柔性變電站的混合交直流配電網可靠性評估方法。該方法包括：獲取配電網的網絡拓撲和元件可靠性參數值，確定分布式電源DG的可靠性參數；根據配電網的網絡拓撲，構建電力電子變壓器可靠性模型；根據分布式電源DG能否單獨滿足負荷需求，建立負荷對應的多電源故障樹或單電源故障樹；按照最小割集理論，利用多電源故障樹或單電源故障樹，分別計算出配電網中各負荷的可靠性指標；根據配電網中各負荷的可靠性指標，計算出配電網的可靠性指標。本發明解決了尚未商業化運行電力電子變壓器設備應用于柔性變電站情況下配電網可靠性評估問題，為柔性變電站項目的可研及規劃設計提供技術支撐。

技術領域

本發明涉及配電網技術領域，尤其涉及一種含柔性變電站的混合交直流配電網可靠性評估方法。

背景技術

隨著能源開發利用技術的成熟，電源側風電、光伏等清潔能源的比重在電源結構中的比例逐漸增大。與此同時，用電側的負荷種類，用電方式也發生了變化，如計算機、數據中心等直流負荷數量在增加，出現了以綠色交通帶動的電動汽車產業所形成的充放電雙向負荷。為了應對風光等自然資源不穩定導致的發電出力波動，以及降低直流負載對交流電網所產生的諧波，電網需要加裝儲能裝置、濾波裝置，無功補償裝置等。由此帶來的問題是：電網中交直流換流轉換設備增多，包括不同電壓等級的DC/AC或AC/DC變換裝置，再加上電網內新增的諸如DG(distributed generation，分布式電源)，儲能等新設備，這些設備還具有各自的輸出特性，導致配電網絡結構變得更為復雜，協調控制更加困難。為了應對此問題，借助于日漸成熟的電力電子技術及其柔性裝備制造技術，將電力電子變壓器應用于變電站中，是諸多解決以上復雜問題的方案之一。

電力電子變壓器是由模塊化的變流器和高頻變壓器組成的集成設備，具有功率調節靈活、以及交直流轉換等多種功能，不僅能方便地接入分布式能源、電動汽車蓄電池等雙向負荷、儲能裝置，還能方便地調控配電網的運行方式等諸多優越性能，使得配電網的結構簡化，控制靈活，便于分層控制，從而成為變電站中替代常規電力變壓器且集變壓和柔性控制的新型設備，使得變電站不再僅僅只能變壓和分配電能，還能控制站內、站外的電氣參數，包括電壓，電流，功率等，從而將之前常規變電站改造成符合當今電網控制與管理需要的柔性變電站，從而極大地改變了原有配電網的配置。在這種情況下，針對含柔性變電站的混合交直流配電網可靠性分析變得十分重要，它可以幫助電力管理者清楚影響發生變化了的配電網可靠性的薄弱模塊，從而加強相關技術的研究與管理工作的細化，保證配電網具有較高的設計與運行水平。

而進行含柔性變電站的配電網可靠性分析時，遇到的問題是，柔性變電站站內的關鍵設備電力電子變壓器尚未進入商業化運行，缺少可靠性運行參數，而以往配電網可靠性分析大多基于配電網所有運行設備的統計參數計算，是為配電網的運行管理提供服務的。對于尚投運電力電子變壓器設備的配電網如何進行可靠性分析，尚未見及報導。以往如直流輸電換流設備等柔性電力設備的可靠性分析，采用的是基于元件級可靠性理論模型進行分析計算，過于理想化；此外，柔性電力設備的電壓等級高，至少10kV及以上，拓撲復雜，里面有成千上百個IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型三極管)，而基于數量龐大的元件級可靠性理論模型計算出的設備可靠性，容易產生較大的誤差，與工程實際存在著較大的距離。

考慮到電力電子變壓器這種新型電力設備投入到電網，在項目可研或規劃設計的可靠性評估的需要，有必要設計一套能夠滿足工程需要的、方便計算的混合交直流配電網進行可靠性評估的方法，處理柔性變電站內含有尚未投運電力電子變壓器設備這種情況。

發明內容

本發明的實施例提供了一種計及柔性變電站的混合交直流配電網可靠性評估方法，以解決上述背景技術中的問題。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案：

本發明的實施例提供的一種含柔性變電站的混合交直流配電網可靠性評估方法，其特征在于，該方法包括：

獲取配電網的網絡拓撲和元件可靠性參數值；