分布式發(fā)電和儲(chǔ)能裝置運(yùn)行特性的可靠性建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種分布式發(fā)電和儲(chǔ)能裝置運(yùn)行特性的可靠性建模方法，屬于配電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，用戶(hù)對(duì)電能的需求量不斷增長(zhǎng)，對(duì)供電質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。采用傳統(tǒng)集中供電方式的配電網(wǎng)存在供電可靠性水平低、擴(kuò)建難度大等弊病也日益凸顯。
[0003]分布式發(fā)電與傳統(tǒng)集中式供電相結(jié)合被世界各國(guó)電力專(zhuān)家公認(rèn)為是能夠減少電網(wǎng)投資與改造費(fèi)用、降低網(wǎng)絡(luò)損耗、改善電壓質(zhì)量、提高系統(tǒng)可靠性和靈活性的有效方式。為了減少分布式電源對(duì)配電網(wǎng)的不利影響，促進(jìn)分布式電源的有效利用，人們提出了微網(wǎng)的概念。微網(wǎng)是由可再生能源分布式發(fā)電裝置、負(fù)荷、儲(chǔ)能裝置以及相關(guān)控制設(shè)備組成的單一可控獨(dú)立供電系統(tǒng)。它的運(yùn)行方式靈活，對(duì)分布式電源有良好的兼容性。在并網(wǎng)運(yùn)行期間，微網(wǎng)能有效利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐等清潔可再生能源發(fā)電，減少對(duì)化石能源的依賴(lài)，有助于緩解能源危機(jī)與環(huán)境污染的壓力；配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，微網(wǎng)可以孤島運(yùn)行提高用戶(hù)供電可靠性。接入配電網(wǎng)饋線末端的微網(wǎng)還可以降低配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗以及提高用戶(hù)的電壓質(zhì)量。
[0004]隨著微網(wǎng)在世界范圍內(nèi)的不斷發(fā)展與推廣，微網(wǎng)的接入對(duì)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改變以及微電源自身功率輸出不確定性對(duì)配電網(wǎng)可靠性產(chǎn)生的影響成為必然面臨的問(wèn)題。而傳統(tǒng)基于單電源輻射型配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)價(jià)方法，因面臨著搜索冗余、計(jì)算復(fù)雜、工作量大、計(jì)算耗時(shí)等方面的缺陷，已無(wú)法直接適用于包含微網(wǎng)的新型配電網(wǎng)可靠性的評(píng)價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上存在的不足，本發(fā)明提供一種分布式發(fā)電和儲(chǔ)能裝置運(yùn)行特性的可靠性建模方法，有利于微網(wǎng)對(duì)配電系統(tǒng)的可靠性影響的分析。
[0006]本發(fā)明提供一種分布式發(fā)電和儲(chǔ)能裝置運(yùn)行特性的可靠性建模方法，包括以下步驟:
步驟1)建立微網(wǎng)中負(fù)荷的模型，用平均負(fù)荷來(lái)表征每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷參數(shù)；
步驟2)將微網(wǎng)中分散安裝的分布式電源和儲(chǔ)能裝置等效成安裝在一個(gè)物理節(jié)點(diǎn)上的一個(gè)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，并做以下假設(shè):
a.假定聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)自治性與可控性都非常好，另外它的調(diào)節(jié)非常及時(shí)，忽略功率調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù)的影響；
b.認(rèn)為安裝在微網(wǎng)內(nèi)的儲(chǔ)能裝置容量足夠大，在微網(wǎng)孤島運(yùn)行期間儲(chǔ)能裝置和分布式電源所組成的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)所提供的電能，能滿足負(fù)荷需求；
c.微網(wǎng)中各點(diǎn)的天氣的因素都是相同的；
d.各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的注入功率互不相關(guān)； 步驟3)建立聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的故障狀態(tài)模型和正常狀態(tài)模型。
[0007]本發(fā)明將分布式發(fā)電和儲(chǔ)能裝置等效為一個(gè)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)來(lái)考慮，針對(duì)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)分別建立故障狀態(tài)和正常狀態(tài)兩種模型，充分考慮了聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的工作方式的影響，為分析聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)對(duì)配電系統(tǒng)的可靠性影響奠定了基礎(chǔ)。
[0008]以下通過(guò)【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0009]【具體實(shí)施方式】:
本發(fā)明提供的分布式發(fā)電和儲(chǔ)能裝置運(yùn)行特性的可靠性建模方法，包括以下步驟: 步驟1)建立微網(wǎng)中負(fù)荷的模型，用平均負(fù)荷來(lái)表征每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷參數(shù)；
微網(wǎng)中的負(fù)荷根據(jù)類(lèi)型不同，可以分為居民生活負(fù)荷、工業(yè)負(fù)荷和商業(yè)負(fù)荷，在配電系統(tǒng)中由于各負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷大小是隨機(jī)波動(dòng)的，因此很難用簡(jiǎn)單統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述。每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷參數(shù)通常用平均負(fù)荷來(lái)表征，從長(zhǎng)期的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以得到，平均負(fù)荷與峰值負(fù)荷之間存在一定的關(guān)系，即可通過(guò)峰值負(fù)荷與負(fù)荷系數(shù)的乘積得到平均負(fù)荷。
[0010]步驟2)將微網(wǎng)中分散安裝的分布式電源和儲(chǔ)能裝置等效成安裝在一個(gè)物理節(jié)點(diǎn)上的一個(gè)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，并做以下假設(shè):
a.假定聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)自治性與可控性都非常好，另外它的調(diào)節(jié)非常及時(shí)，忽略功率調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù)的影響；
b.認(rèn)為安裝在微網(wǎng)內(nèi)的儲(chǔ)能裝置容量足夠大，在微網(wǎng)孤島運(yùn)行期間儲(chǔ)能裝置和分布式電源所組成的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)所提供的電能，能滿足負(fù)荷需求；
c.微網(wǎng)中各點(diǎn)的天氣的因素都是相同的；
d.各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的注入功率互不相關(guān)；
分布式電源中的光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的出力受自然天氣影響較大，都具有很大的隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性，但是它們的出力曲線變化趨勢(shì)并不一致，各自出現(xiàn)最大值的時(shí)刻也不相同，因此把它們與儲(chǔ)能裝置結(jié)合起來(lái)能起到很好的互補(bǔ)效應(yīng)，可以形成一個(gè)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，平滑光伏發(fā)電以及風(fēng)力發(fā)電出力的波動(dòng)性，作為一個(gè)整體來(lái)提高系統(tǒng)供電可靠性并改善電能質(zhì)量。
[0011]步驟3)建立聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的故障狀態(tài)模型和正常狀態(tài)模型。
[0012]在并網(wǎng)運(yùn)行模式下，微網(wǎng)的電能供給由于有大電網(wǎng)的支撐，其中的負(fù)荷點(diǎn)的供電連續(xù)性和電能質(zhì)量受分布式電源和儲(chǔ)能裝置出力的影響并不大；而在孤島運(yùn)行模式下，微網(wǎng)中的各種電源和負(fù)荷失去大電網(wǎng)的支持，它的電能質(zhì)量將全部由聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)保證，工作狀態(tài)將直接影響微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷的供電。
[0013]在發(fā)明中將聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)作為一個(gè)整體來(lái)考慮，采用兩狀態(tài)模型，即故障狀態(tài)與正常狀態(tài)。同時(shí)在微網(wǎng)孤島運(yùn)行期間，負(fù)荷的全部電能需求都由聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)來(lái)供給，因此，聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的出力與負(fù)荷需求之間的差值將直接影響微網(wǎng)供電情況。根據(jù)微網(wǎng)中聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的出力與負(fù)荷之比，即發(fā)電負(fù)荷率等于1和小于1的情況對(duì)微網(wǎng)系統(tǒng)孤島運(yùn)行時(shí)的工作狀態(tài)進(jìn)行分析。
[0014]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明提供一種分布式發(fā)電和儲(chǔ)能裝置運(yùn)行特性的可靠性建模方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1)建立微網(wǎng)中負(fù)荷的模型，用平均負(fù)荷來(lái)表征每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷參數(shù)； 步驟2)將微網(wǎng)中分散安裝的分布式電源和儲(chǔ)能裝置等效成安裝在一個(gè)物理節(jié)點(diǎn)上的一個(gè)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，并做以下假設(shè): a.假定聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)自治性與可控性都非常好，另外它的調(diào)節(jié)非常及時(shí)，忽略功率調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù)的影響； b.認(rèn)為安裝在微網(wǎng)內(nèi)的儲(chǔ)能裝置容量足夠大，在微網(wǎng)孤島運(yùn)行期間儲(chǔ)能裝置和分布式電源所組成的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)所提供的電能，能滿足負(fù)荷需求； c.微網(wǎng)中各點(diǎn)的天氣的因素都是相同的； d.各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的注入功率互不相關(guān)； 步驟3)建立聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的故障狀態(tài)模型和正常狀態(tài)模型。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種分布式發(fā)電和儲(chǔ)能裝置運(yùn)行特性的可靠性建模方法，屬于配電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將分布式發(fā)電和儲(chǔ)能裝置等效為一個(gè)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)來(lái)考慮，針對(duì)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)分別建立故障狀態(tài)和正常狀態(tài)兩種模型，充分考慮了聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的工作方式的影響，為分析聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)對(duì)配電系統(tǒng)的可靠性影響奠定了基礎(chǔ)。
【IPC分類(lèi)】H02J3/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105391065
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510947449
【發(fā)明人】郭勁松, 陳小平, 宣飛翔, 周博, 陳夢(mèng)霞
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)浙江諸暨市供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日