[發明專利]一種基于非序貫蒙特卡洛法的交直流配電網可靠性評估方法

在審

• 申請號: 202010076308.X
• 申請日: 2020-01-23
• 公開（公告）號: CN111404144A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 魏煒;周逸彤;侯愷;徐弢;羅鳳章;王亞峰;徐紹軍;孟穎;于德明;劉輝
• 申請（專利權）人: 天津大學;國網北京市電力公司;國網冀北電力有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/06;H02J5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 韓帥

1.一種基于非序貫蒙特卡洛法的交直流配電網可靠性評估方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：根據選定的交直流混合配電網，輸入如下的系統參數：線路參數，負荷水平，網絡拓撲連接關系，系統節點電壓安全范圍和支路電流限制，分布式電源的接入位置和容量，換流器的接入位置、容量及參數，負荷需求、分布式電源出力在各時段的波動系數，以及元件的可靠性參數；根據用戶的實際可靠性評估需求，設置最大仿真次數k_max，并將仿真次數初始化為k＝1；

步驟2：依據步驟1提供的交直流混合配電網結構及參數，通過非序貫蒙特卡洛法，對系統中的元件狀態進行抽樣，同時根據可再生能源以及負荷的出力概率模型，對可再生能源出力以及負荷值進行抽樣，最后得到負荷值與可再生能源出力；

步驟3：依據步驟2提供的負荷值與可再生能源出力，判斷是否有元件故障，得到元件故障狀態，如果有，則進入步驟4，如果沒有，返回步驟2；

步驟4：依據步驟3得到的元件故障狀態，根據故障調整換流器的控制模式，得到換流器的運行狀態；

步驟5：依據步驟4得到的換流器的運行狀態，進行交直流混合配電網的潮流計算，判斷是否有負荷失電，得到配電網的失負荷情況；

步驟6：依據步驟5得到的配電網的失負荷情況，判斷是否出現潮流不收斂的情況，得到系統越限情況，如果有，則進入步驟7，如果沒有，則返回步驟2；

步驟7：依據步驟6得到的系統越限情況，結合換流器的控制量，進行最優切負荷計算，得到系統最小切負荷量；

步驟8：依據步驟7得到的系統最小切負荷量，判斷仿真次數是否達到了預先的設定值，得到仿真運行情況，如果是，則進入步驟9，如果沒有，則返回步驟2；

步驟9：依據步驟8得到的仿真運行情況，計算交直流配電網的可靠性指標R。

2.根據權利要求1所述的一種基于影響增量的交直流配電網可靠性評估方法，其特征在于，所述的步驟2中的可再生能源以及負荷的出力概率模型，可以由建立時序抽樣概率模型得到，具體步驟如下：

步驟2-1：根據歷史數據，形成分布式電源的年輸出功率曲線以及年負荷曲線：

式中，P_wt代表風機的年輸出功率曲線；P_v代表光伏的年輸出功率曲線；P_d代表年負荷曲線；

步驟2-2：設仿真的總時長為N年，一年8760個小時。則在0-8760*N之間抽取一個隨機整數T，作為第i次仿真的時刻值。即第i次仿真的時刻值：

T＝unidrnd(8760*N) (4)

步驟2-3：確定第i次仿真對應的可再生能源出力以及負荷水平：

式中，和分別代表第i次仿真時風機和光伏的出力值，代表第i次仿真時的負荷水平；

步驟2-4：在非序貫蒙特卡洛的每次抽樣時，重復步驟2-2和步驟2-3，得到每次仿真時可再生能源的出力以及負荷水平。

3.根據權利要求1所述的一種基于影響增量的交直流配電網可靠性評估方法，其特征在于，所述的步驟4中的根據故障調整換流器的控制模式，可以表現為如下方法：

VSC具有兩個可控的運行參數，根據控制參數的不同，可分為多種控制方式，最典型的有三種方式：(1)PQ控制，控制量為VSC交流側的有功和無功功率；(2)U_dcQ控制，控制量為VSC直流側的電壓幅值以及VSC交流側的無功功率；(3)U_acθ控制，控制量為VSC交流側的電壓幅值和相角；當VSC的控制模式為U_dcQ控制時，可以給相連的直流配電網提供電源支撐；當其控制模式為U_acθ控制時，可以給相連的交流配電網提供電源支撐；

正常運行時，交流配電網由上級電源充當平衡節點，而直流配電網中則至少需要有一個U_dcQ控制的換流器來提供電壓支撐。發生故障后，當交流配電網由于故障失去平衡節點時，與之相連的換流器的控制模式應設為U_acθ控制；當直流配電網由于故障失去平衡節點時，與之相連的換流器的控制模式應設為U_dcQ控制；其余換流器的控制模式均設為PQ控制即可。