[發(fā)明專利]一種計(jì)及源-荷不確定性的直流配電網(wǎng)可靠性評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910784421.0
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN110610303B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁定康;郭宇剛;陳慶;車凱;袁棟;劉洋;楊景剛;賈勇勇;肖小龍
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué);國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F30/20;H02J1/00;G06F119/02;G06F113/04;G06F111/08
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發(fā)明公開了一種計(jì)及源?荷不確定性的直流配電網(wǎng)可靠性評估方法，涉及直流配電系統(tǒng)領(lǐng)域，針對直流配網(wǎng)并網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行方式，基于網(wǎng)絡(luò)等值法計(jì)算并網(wǎng)運(yùn)行方式下直流配電網(wǎng)各負(fù)荷點(diǎn)的系統(tǒng)側(cè)電網(wǎng)故障率和修復(fù)率；計(jì)算孤島運(yùn)行時(shí)計(jì)及電源和負(fù)荷的不確定性的充足性轉(zhuǎn)換率參數(shù)，分布式電源的機(jī)械故障參數(shù)和孤島系統(tǒng)的起動(dòng)切換參數(shù)。最終綜合兩種運(yùn)行方式，采用馬爾可夫模型，進(jìn)行了直流配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)計(jì)算。該方法能夠計(jì)及電源和負(fù)荷的不確定性、網(wǎng)架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和設(shè)備因素對直流配電網(wǎng)可靠性的影響；充分考慮孤島運(yùn)行中分布式電源與負(fù)荷需求的動(dòng)態(tài)匹配關(guān)系，能更精確反映源?荷的不確定性對直流配電網(wǎng)的可靠性評估的影響，具有良好的精確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直流配電系統(tǒng)領(lǐng)域，具體為一種計(jì)及源-荷不確定性的直流配電網(wǎng)可靠性評估方法。

背景技術(shù)

隨著新能源技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，以及傳統(tǒng)高耗能、高污染火電機(jī)組的逐漸淘汰，分布式電源、電力電子設(shè)備以及直流負(fù)荷將大量接入配電網(wǎng)。直流配電網(wǎng)具有適合分布式電源接入、適應(yīng)未來負(fù)荷發(fā)展需求、高運(yùn)行效率和高可靠性等特點(diǎn)，使其在未來配電系統(tǒng)中具有一定的優(yōu)勢。針對直流配電網(wǎng)的發(fā)電和用電特征，現(xiàn)有的配電系統(tǒng)可靠性評估方法難以直接用于直流配電網(wǎng)，有必要建立相應(yīng)的可靠性評估方法。

現(xiàn)有的配電系統(tǒng)可靠性主要評估電源和負(fù)荷之間的線路以及設(shè)備元件故障后，電能供給能否滿足負(fù)荷電力需求的期望能力。但是均主要針對直流配電網(wǎng)中換流器、直流變壓器以及直流斷路器等關(guān)鍵元件可靠性建模和綜合評估，未考慮直流配電系統(tǒng)可靠性問題。現(xiàn)有的發(fā)電-負(fù)荷需求系統(tǒng)可靠性主要基于概率方法評估發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量是否滿足系統(tǒng)負(fù)荷需求的期望能力。但是主要針對電源容量和負(fù)荷需求的匹配關(guān)系評估發(fā)電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，沒有計(jì)及電源和負(fù)荷之間的網(wǎng)架拓?fù)浜驮O(shè)備對可靠性評估的影響。因此，需要提出一種直流配電網(wǎng)可靠性評估方法，能夠綜合考慮直流配電網(wǎng)的發(fā)電與用電特征，計(jì)及電源和負(fù)荷的不確定性、網(wǎng)架拓?fù)浜驮O(shè)備對可靠性的影響，對直流配電網(wǎng)并網(wǎng)和孤島運(yùn)行進(jìn)行可靠性綜合分析。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決計(jì)及電源和負(fù)荷的不確定性、網(wǎng)架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和設(shè)備因素的直流配電網(wǎng)可靠性評估的問題，針對現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供了一種計(jì)及源-荷不確定性的直流配電網(wǎng)可靠性評估方法。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種計(jì)及源-荷不確定性的直流配電網(wǎng)可靠性評估方法，針對直流配網(wǎng)并網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行方式，基于網(wǎng)絡(luò)等值法計(jì)算并網(wǎng)運(yùn)行方式下直流配電網(wǎng)各負(fù)荷點(diǎn)的系統(tǒng)側(cè)電網(wǎng)故障率和修復(fù)率；計(jì)算孤島運(yùn)行時(shí)計(jì)及電源和負(fù)荷的不確定性的充足性轉(zhuǎn)換率參數(shù)、分布式電源的機(jī)械故障參數(shù)和孤島系統(tǒng)的起動(dòng)切換參數(shù)；綜合兩種運(yùn)行方式，采用馬爾可夫模型，進(jìn)行直流配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)計(jì)算，具體包括如下步驟：

步驟一：對并網(wǎng)運(yùn)行的直流配電網(wǎng)建立網(wǎng)絡(luò)等值模型，通過網(wǎng)絡(luò)等值模型將復(fù)雜結(jié)構(gòu)的直流配電網(wǎng)簡化為簡單輻射狀直流配電網(wǎng)，向上等效節(jié)點(diǎn)元件的參數(shù)計(jì)算公式如下：

r_e＝U_e/λ_e (3)

式中：λ'_k為分支饋線上第k個(gè)節(jié)點(diǎn)元件的故障率，P_b為斷路器的可靠工作概率，r_k為分支饋線上第k節(jié)點(diǎn)故障分支饋線首端的停運(yùn)時(shí)間；

利用公式(4)-(6)求取主饋線上各負(fù)荷點(diǎn)指標(biāo)：

r_i＝U_i/λ_i (6)

式中：λ_k為節(jié)點(diǎn)k的等效故障率，r_jk為第k節(jié)點(diǎn)故障導(dǎo)致第j節(jié)點(diǎn)的停運(yùn)時(shí)間；