[發(fā)明專(zhuān)利]含EHS的孤島型交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110463798.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113141025B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳大為;袁行行;李練兵;趙文體;劉漢民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38;H02J3/28;H02J3/32;G06F30/20;G06F111/08;G06F113/04
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 王瑞

1.一種含EHS的孤島型交直流混合微電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性評(píng)估方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1、構(gòu)建系統(tǒng)模型并輸入系統(tǒng)模型參數(shù)；根據(jù)工況設(shè)定系統(tǒng)總模擬時(shí)長(zhǎng)；數(shù)據(jù)初始化，將系統(tǒng)累計(jì)模擬時(shí)長(zhǎng)置0，然后進(jìn)行第一組抽樣；

步驟2、在該組抽樣中，在某個(gè)抽樣時(shí)刻t對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有元件i進(jìn)行隨機(jī)抽樣，并根據(jù)式(4)求出所有元件各自的正常工作時(shí)間T_TTF；

式(4)中，λ_i為元件i的故障率，x為(0,1)之間服從均勻分布的隨機(jī)數(shù)；

然后選取T_TTF最小的元件為故障元件，則故障元件w的正常工作時(shí)間T_w＝min(T_TTF)；根據(jù)式(5)求出該故障元件w的修復(fù)時(shí)間T_TTR；

式(5)中，μ_w為故障元件w的修復(fù)率；y為(0,1)之間服從均勻分布的隨機(jī)數(shù)；

步驟3、對(duì)步驟2得到的故障元件w進(jìn)行分類(lèi)；若故障元件為電源元件k，則該電源出力P_k＝0，其他元件正常工作；若故障元件為非電源元件，則系統(tǒng)電源失去連接的負(fù)荷點(diǎn)停止工作直至該故障元件修復(fù)，其他元件正常工作；

步驟4、根據(jù)步驟3得到的故障元件分類(lèi)結(jié)果，基于步驟1的系統(tǒng)模型對(duì)系統(tǒng)在該抽樣時(shí)刻t的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，采用功率調(diào)度策略判斷系統(tǒng)在該抽樣時(shí)刻t是否需要負(fù)荷削減：

當(dāng)ILC正常工作時(shí)，風(fēng)機(jī)和光伏出力與負(fù)荷用電之間產(chǎn)生的功率差額為系統(tǒng)凈負(fù)荷功率P_J(t)，其表達(dá)式為：

式(6)中，ΔP_AC(t)＝P_WT(t)-P_L，AC(t)，ΔP_DC(t)＝P_PV(t)-P_L，DC(t)，P_WT(t)和P_PV(t)分別為t時(shí)刻風(fēng)機(jī)和光伏輸出功率；P_L,AC(t)和P_L,DC(t)分別為t時(shí)刻交流側(cè)和直流側(cè)負(fù)荷消耗功率；ΔP_AC(t)和ΔP_DC(t)分別為t時(shí)刻交流側(cè)和直流側(cè)凈負(fù)荷功率；η_ILC為ILC的換流效率；

當(dāng)P_J(t)≥0時(shí)，表示抽樣時(shí)刻t時(shí)風(fēng)機(jī)和光伏的輸出功率大于系統(tǒng)負(fù)荷所需功率P_L(t)，優(yōu)先利用蓄電池消納冗余功率，若還有剩余則啟動(dòng)電解槽，此時(shí)，燃料電池和微型燃?xì)廨啓C(jī)均不動(dòng)作，無(wú)負(fù)荷削減；

當(dāng)P_J(t)0且時(shí)，表示抽樣時(shí)刻t時(shí)風(fēng)機(jī)和光伏的輸出功率小于系統(tǒng)負(fù)荷所需功率，且由蓄電池單獨(dú)出力能夠滿(mǎn)足功率缺額；此時(shí)，燃料電池和微型燃?xì)廨啓C(jī)均不動(dòng)作，無(wú)負(fù)荷削減；

當(dāng)P_J(t)0且時(shí)表示抽樣時(shí)刻t時(shí)風(fēng)機(jī)和光伏的輸出功率小于系統(tǒng)負(fù)荷所需功率，且由蓄電池和燃料電池聯(lián)合出力能夠滿(mǎn)足功率缺額；此時(shí)，微型燃?xì)廨啓C(jī)不動(dòng)作，無(wú)負(fù)荷削減；

當(dāng)P_J(t)0且時(shí)表示抽樣時(shí)刻t時(shí)風(fēng)機(jī)和光伏的輸出功率小于系統(tǒng)負(fù)荷所需功率，且由蓄電池、燃料電池和微型燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合出力能夠滿(mǎn)足功率缺額；此時(shí)，無(wú)負(fù)荷削減；

當(dāng)P_J(t)0且時(shí)，表示抽樣時(shí)刻t時(shí)風(fēng)機(jī)和光伏的輸出功率小于系統(tǒng)負(fù)荷所需功率，并且由蓄電池、燃料電池和微型燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合出力依舊不能滿(mǎn)足功率缺額，此時(shí)，需要進(jìn)行負(fù)荷削減；

其中，和分別為抽樣時(shí)刻t時(shí)微型燃?xì)廨啓C(jī)、蓄電池和燃料電池的最大輸出功率；

當(dāng)ILC故障時(shí)，交流子網(wǎng)與直流子網(wǎng)不能進(jìn)行功率交互，需要對(duì)交流子網(wǎng)和直流子網(wǎng)進(jìn)行單獨(dú)分析如下：

對(duì)于交流子網(wǎng)，首先風(fēng)機(jī)單獨(dú)出力，若能滿(mǎn)足交流子網(wǎng)負(fù)荷需求，則微型燃?xì)廨啓C(jī)不動(dòng)作，無(wú)負(fù)荷削減；若風(fēng)機(jī)單獨(dú)出力不能滿(mǎn)足交流子網(wǎng)負(fù)荷需求，則啟動(dòng)微型燃?xì)廨啓C(jī)補(bǔ)充功率缺額，若依舊不能滿(mǎn)足負(fù)荷需求則進(jìn)行負(fù)荷削減；

對(duì)于直流子網(wǎng)，首先光伏單獨(dú)出力，若恰好滿(mǎn)足直流子網(wǎng)負(fù)荷需求，則蓄電池、電解槽和燃料電池均不動(dòng)作，無(wú)負(fù)荷削減；若光伏單獨(dú)出力在滿(mǎn)足直流子網(wǎng)負(fù)荷需求后仍有剩余，則先啟動(dòng)蓄電池消納多于電量，若仍有剩余則再啟動(dòng)電解槽消納多于電量，此時(shí)無(wú)負(fù)荷削減；若光伏單獨(dú)出力不能滿(mǎn)足負(fù)荷需求則先啟動(dòng)蓄電池放電，若依舊不能滿(mǎn)足負(fù)荷需求則再啟動(dòng)燃料電池放電，若依舊不能滿(mǎn)足負(fù)荷需求則進(jìn)行負(fù)荷削減；

步驟5、若當(dāng)前抽樣時(shí)刻t_nowT_w+T_TTR，則令t_next＝t_now+a，返回步驟4，進(jìn)入該組抽樣的下一個(gè)抽樣時(shí)刻；若當(dāng)前抽樣時(shí)刻t_now≥T_w+T_TTR，則進(jìn)行步驟6；a表示對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行抽樣的間隔時(shí)間；

步驟6、令系統(tǒng)累計(jì)模擬時(shí)長(zhǎng)累加t_now，得到當(dāng)前系統(tǒng)累計(jì)模擬時(shí)長(zhǎng)MCT_now；若MCT_now＜步驟1設(shè)定的系統(tǒng)總模擬時(shí)長(zhǎng)，則返回步驟2，進(jìn)行下一組抽樣；若MCT_now≥步驟1設(shè)定的系統(tǒng)總模擬時(shí)長(zhǎng)，則進(jìn)行步驟7；

步驟7、計(jì)算所有系統(tǒng)級(jí)可靠性指標(biāo)和所有設(shè)備級(jí)可靠性指標(biāo)，進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)。