[发明专利]一种孤岛运行状态下的微网可靠性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网可靠性评估领域，具体涉及一种孤岛运行状态下的微网可靠性评估方法。

背景技术

电力系统可靠性是指电力系统按照可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户提供电能的能力。在以电能为主要的能源消耗方式的当今社会，居民对电能的依赖性越来越强。在远离电网的地区，在当地直接发电是最好的选择，这样孤岛运行状态的微网成为人们最需要的动力源。

传统的电网可靠性评估，是通过建立系统各元件的运行-停运状态模型，根据电网的构型，分析元件停运的后果，采用解析或模拟的方法，进而评估系统的可靠性指标。其中，蒙特卡洛模拟法以其物理意义清楚、适用范围广泛、便于使用等特点，越来越受到重视。

随着分布式能源发展壮大，风力发电和光伏发电装机容量逐年攀升，这对孤岛运行模式的微网发展有着重要的推动力量。风机、光伏等新能源大多以分布式电源（DG）的形式直接接入到微网中，对微网内部的负荷供电。传统电网的可靠性评估方法，不能直接应用到微网当中，需要对其改进。除了传统的评估步骤外，还要考虑风机、光伏出力波动性及其运行方式的影响。

现有技术中微网可靠性评估的方法包括：建立了风机出力的三状态模型，采用时序模拟技术评估风机作为后备电源时配电系统的可靠性；离网型风光互补发电系统；考虑分布式电源出力特性和孤岛形成概率的解析方法用以评估并网运行的DG对配电系统可靠性的影响；结合蓄电池优化管理，提出了独立光伏电站和蓄电池相互结合的问题；针对配电网的特点，提出了可靠性分析的复合随机性负荷特征，进而分析了含分布式电源的配电系统可靠性；分析微网各个元件对其离网持续运行能力的影响程度，分析了微网在离网模式下的可靠性。现有技术中缺少一种对微网的可靠性进行全时段、全面综合的评估方法。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种孤岛运行状态下的微网可靠性评估方法，包括：

步骤1，获取微网拓扑结构、系统各元件的故障率和故障修复率，系统负荷特性以及分布式能源和储能装置的配置情况，获取微网正常运行状态时，全时段的风机、光伏和蓄电池出力以及实时负荷值；

步骤2，判断所述微网是否正常运行；是，根据所述步骤1中记录的所述微网正常运行状态时全时段的风机、光伏和蓄电池出力以及实时负荷值，进行功率平衡的判断和负荷消减的判断，得到停电负荷的停电次数和停电时间，执行步骤6；否，初始化模拟时钟，根据所述各元件的故障率，确定故障前运行时间最短的元件的运行时间TTF_min，将所述模拟时钟推进到所述运行时间TTF_min时刻，执行步骤3；

步骤3，根据所述故障前运行时间最短的元件的故障修复率确定所述元件的故障时间TTR；

步骤4，确定所述微网中的负荷点属于故障区域或者非故障区域，所述故障区域内的负荷点的停电时间为故障修复时间；所述非故障区域内根据所述步骤1中记录的所述微网正常运行状态时全时段的风机、光伏和蓄电池出力以及实时负荷值进行功率平衡判断和负荷消减判断；得到所述故障区域和非故障区域在TTF_min～TTF_min+TTR时间段内停电负荷的停电次数和停电时间；

步骤5，更新所述步骤2中选取的所述故障前运行时间最短的元件的下次故障前运行时间，判断所述模拟时钟的时间是否到达满足评估精度所需的时间长度，是，确定TTF_min+TTR时间后故障前运行时间最短的元件，执行步骤3；否，执行步骤6；

步骤6，根据所述步骤2或者步骤4得到的结果，按照不同负荷等级计算微网内的可靠性指标。

本发明提供的第一优选实施例中：在所述步骤2之前列举所有元件故障后的负荷点停电情况，形成负荷点的故障后果列表。

本发明提供的第二优选实施例中：所述步骤2和步骤4中根据所述步骤1中记录的所述微网正常运行状态时全时段的风机、光伏和蓄电池出力以及实时负荷值进行所述功率平衡判断和所述负荷消减判断的方法包括：

步骤201，设置模拟步长为1小时，获取在所述模拟步长全时间段内风机和光伏阵列的实时功率，以及所述时段的实时负荷；