含分布式電源的配電網(wǎng)可靠性評(píng)估模型研究.pdf

1、本文受國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（柔性發(fā)輸電系統(tǒng)概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和優(yōu)化配置模型研究，項(xiàng)目號(hào)50977094），中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)科研專項(xiàng)“電網(wǎng)概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的參數(shù)不確定性分析及概率密度解析計(jì)算研究”（CDJZR11150012）資助。隨著傳統(tǒng)能源的大量消耗以及隨之帶來的環(huán)境污染問題，開發(fā)和利用安全、清潔、靈活、經(jīng)濟(jì)的可再生分布式發(fā)電已成為世界各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)。但是，大量分布式發(fā)電的接入，傳統(tǒng)的單電源輻射狀配電網(wǎng)將變?yōu)橐粋€(gè)遍布電源和用戶互聯(lián)的多電源

2、新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)饋線發(fā)生故障時(shí)，配電網(wǎng)中的局部區(qū)域可能會(huì)出現(xiàn)孤島運(yùn)行，且可再生分布式發(fā)電的輸出功率具有很強(qiáng)的隨機(jī)性和間歇性，從而使得配電網(wǎng)可靠性評(píng)估的模型和方法發(fā)生了變化。本文研究含分布式電源的配電網(wǎng)可靠性評(píng)估模型，主要的研究工作和取得的成果有：
　　首先，詳細(xì)闡述論文研究的目的和意義，總結(jié)國(guó)內(nèi)外常規(guī)配電網(wǎng)和含分布式電源的配電網(wǎng)可靠性評(píng)估研究現(xiàn)狀，介紹常用的配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)、元件可靠性模型和串并聯(lián)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)計(jì)算公式，以及分布式

3、電源的類型及其模型、分布式電源的接入方式、并網(wǎng)方式、運(yùn)行方式和孤島運(yùn)行模式。
　　其次，研究基于分層區(qū)域的復(fù)雜配電網(wǎng)可靠性評(píng)估模型。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)可靠性評(píng)估模型大多是基于故障模式及后果分析法，采用由因?qū)す乃悸罚杭疵杜e故障事件并分析對(duì)各負(fù)荷點(diǎn)的影響后果。本文采用逆向思路，即由果索因的方式，枚舉負(fù)荷點(diǎn)，搜尋導(dǎo)致負(fù)荷點(diǎn)不同停運(yùn)時(shí)間的配網(wǎng)元件集合。根據(jù)負(fù)荷點(diǎn)不同的停運(yùn)時(shí)間，計(jì)及斷路器和熔斷器拒動(dòng)的影響，采用廣度優(yōu)先搜索技術(shù)，定義負(fù)荷點(diǎn)的修

4、復(fù)域、隔離域、隔離切換域和零域的概念并提出分層劃分算法。
　　再次，建立并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)（PVS）的可靠性模型，研究光/柴混合發(fā)電系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)可靠性的影響。分析PVS的元件失效模式及其對(duì)PVS輸出功率的影響，建立元件故障階數(shù)考慮至三階時(shí)PVS的可靠性模型,將光照資源的不確定性和PVS的元件隨機(jī)停運(yùn)相組合，得出PVS輸出功率的概率模型。采用離散卷積法，得出孤島電源出力—負(fù)荷相匹配的概率，并將計(jì)劃孤島視為一個(gè)負(fù)荷點(diǎn)，依據(jù)本文所提基于

5、分層區(qū)域的復(fù)雜配電網(wǎng)可靠性評(píng)估算法，推出孤島負(fù)荷點(diǎn)的可靠性指標(biāo)計(jì)算公式。
　　最后，針對(duì)分布式電源輸出功率的隨機(jī)性和負(fù)荷的波動(dòng)性問題，離散卷積法計(jì)算復(fù)雜且模型簡(jiǎn)化存在誤差，本文進(jìn)一步提出基于點(diǎn)估計(jì)法的含分布式電源的配電網(wǎng)可靠性評(píng)估模型。點(diǎn)估計(jì)法可將概率問題轉(zhuǎn)換為確定性數(shù)學(xué)問題，本文依據(jù)分布式電源輸出功率和配網(wǎng)負(fù)荷的概率密度分布構(gòu)造其估計(jì)點(diǎn)，進(jìn)一步通過分布式電源出力和配網(wǎng)負(fù)荷估計(jì)點(diǎn)與配網(wǎng)可靠性之間的函數(shù)映射關(guān)系實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)可靠性指標(biāo)的

6、點(diǎn)估計(jì)。
　　采用IEEE-RBTS Bus6對(duì)常規(guī)配電網(wǎng)和含分布式電源的配電網(wǎng)開展可靠性評(píng)估研究。研究結(jié)果表明：基于分層區(qū)域的復(fù)雜配電網(wǎng)可靠性評(píng)估模型的正確性，在評(píng)估中計(jì)及斷路器和熔斷器拒動(dòng)概率的必要性，負(fù)荷點(diǎn)及系統(tǒng)的可靠性與網(wǎng)絡(luò)中的斷路器和隔離開關(guān)的安裝位置密切相關(guān)，在恰當(dāng)?shù)奈恢冒惭b斷路器或隔離開關(guān)能有效改善某些負(fù)荷點(diǎn)和系統(tǒng)的可靠性；并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)后，能較好地改善孤島負(fù)荷點(diǎn)和整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，但其改善程度大小還取