[發明專利]一種遠洋海島換電船舶的置信容量的評估方法

有效

• 申請號: 202010058782.X
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111461479B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 施念;康慨;孫振宇;鄧少平;王艷鵬;喬健;劉莉;郭峰;王玉輝;張超;陸游
• 申請（專利權）人: 湖北省電力勘測設計院有限公司
• 主分類號: G06Q10/0639
• 分類號: G06Q10/0639;G06Q50/06;G06F30/33;H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻;王亞萍

本發明公開了一種遠洋海島換電船舶的置信容量的評估方法。過程為獲取遠洋海島的基礎數據，根據基礎數據計算含換電船舶的遠洋海島的可靠性指標Rsubgt;Island_REW/subgt;；在遠洋海島中增設常規機組并計算不含換電船舶含常規機組的遠洋海島的可靠性指標Rsubgt;Island/subgt;；計算可靠性指標Rsubgt;Island_REW/subgt;與可靠性指標Rsubgt;Island/subgt;的差值，并更新常規機組的容量直至可靠性指標Rsubgt;Island_REW/subgt;與可靠性指標Rsubgt;Island/subgt;差值的絕對值小于等于設定值，則記差值的絕對值小于等于設定值時的常規機組容量為遠洋海島換電船舶的置信容量。本發明以常規機組容量對遠洋海島換電船舶的置信容量進行評估，方法簡單，評估結果更準確，有利于遠洋海島微電網運行人員更直觀的了解遠洋海島微電網在考慮換電船舶影響下可靠性改善的問題。

技術領域

本發明屬于能源系統運行分析技術領域，具體涉及一種遠洋海島換電船舶的置信容量的評估方法。

背景技術

對于遠離大陸的遠洋海島，其能源供給只能通過本島的孤立電網或者若干個附近的孤立海島的電網群，依靠諸如風力發電、光伏、海浪、潮汐等可再生能源、常規燃油燃氣發電機組和儲能維持自身用能需求，遠洋海島群中可再生能源散布在各個島嶼之中，其地域特征明顯，且往往與負荷需求呈現逆向分布的特征：可再生能源含量豐富的島嶼，通常環境較為惡劣，居民較少，負荷需求較低；居民較多的地區，負荷需求較高，但由于可建筑面積等因素的限制，難以發展可再生能源發電。

傳統電力網絡通常采用電纜、架空線等方式實現有線的物理連接，但這種互聯方式并不一定適用于遠洋海島群電網。遠洋海島群周圍水下深度較大，各海島相對距離較遠，架空大跨越輸電線路安裝條件易受跨距限制，桿塔及線路受臺風惡劣氣象因素影響較大。海底電纜故障率雖然相對較低，但是其鋪設安裝復雜，投資成本高昂，故障定位及修復困難，且多數海島能夠依靠燃氣輪機維持自治，島嶼間功率傳輸需求較小但傳輸距離較長，其經濟傳輸功率與電纜的適用傳輸距離之間難以匹配，長時間低負載率的運行方式會降低電纜的傳輸效率。因此，全部采用海底電纜/架空線直連的鋪設方式對于遠洋海島而言，經濟性與工程可行性均欠佳。由于航路、經濟性、戰略等因素的限制，各個孤立的島嶼的微電網之間不一定能夠通過海底電纜實現連接，這就給遠洋海島能源網絡的可靠性經濟運行帶來了很大的挑戰。

隨著全電力推進船舶技術的日趨成熟，作為一種由電力驅動的、可裝載大容量電池儲能系統的集電/運輸兩用全電力推進船舶，換電船舶(power?exchanging?watercraft，PEW)可代替部分傳統海底電纜，按照一定的航線行駛于島嶼間，收集已充滿電的儲能電池，將其運輸到負荷需求較高的島嶼供給電能，與海底電纜共同構成海島間的混合電能傳輸網絡，降低了輸電網絡的綜合成本。

目前，現有的針對遠洋海島的換電船舶的研究主要包括如下方面：

(1)目前，對于換電載體的研究主要集中于電動車領域，對于換電船舶的相關研究開展較少，華中科技大學電氣與電子工程學院的林湘寧課題組開展了針對換電船舶的優化調度、規劃和能量優化管理的相關研究，文獻《基于換電船舶的遠洋海島離散能量優化調度策略研究》研究了換電船舶的優化調度策略，文獻《含換電船舶電能輸運航路的遠洋海島群混合電能傳輸網絡規劃》研究了含PEW的遠洋海島群的電能傳輸網絡規劃，文獻《基于儲電船舶時空分布特性的遠洋海島微電網能量優化管理研究》研究了考慮PEW的遠洋海島微電網的能量優化管理。但是，這些研究并未對遠洋海島的換電船舶的容量對于遠洋海島的可靠性的影響進行研究。

(2)目前，衡量可再生能源置信容量的指標有有效載荷量、固定轉移容量，對可再生能源容量的計算一般采用蒙特卡洛方法描述常規機組、風電機組以及負荷的隨機特性。但是，對于換電船舶的容量卻沒有很好的方法可以評估，以使其納入遠洋海島微電網規劃中，造成了遠洋海島備用容量的浪費。

發明內容