[发明专利]基于故障影响下成本最小的海岛微电网电源配置方法

说明书

本发明提出一种基于故障影响下成本最小的海岛微电网电源配置方法，本方法考虑海岛微电网并网联络线、风电、光伏、储能等电源设备在运行中可能出现故障的概率，故障持续时间以及故障修复过程中的运行方式，结合海岛微电网电源设备投资运行等年值成本，提出了基于故障影响下成本最小的海岛微电网电源配置方法，以提高海岛微电网建设的经济性与安全性，保障重要负荷的可靠供电。

技术领域

本发明属于电力系统规划技术领域，尤其涉及一种基于故障影响下成本最小的海岛微电网电源配置方法系统和方法。

背景技术

随着社会的发展，为一些小型海岛规划、建设可靠的微电网是需要研究、解决的问题。根据海岛离大陆的距离、居住的人口、重要性以及未来的发展，可选择并网型或离网型微电网为海岛供电。以岛上的可再生能源为主，规划并网型或离网型微电网是当前研究的热点。规划的电网常常会发生捕鱼挖沙等人为因素造成的海缆断线故障，以及高湿、高盐雾、多台风等自然条件引起的海岛电源故障等情况，这些故障情况会对海岛供电系统的建设费用和供电的可靠性造成很大的影响。

发明内容

本发明以海岛微电网建设和运行成本最小为目标，考虑并网型微电网并网联络线、风电、光伏、储能等电源设备运行过程中可能出现故障的概率，故障持续时间以及故障修复过程中系统的运行方式，计算运行费用和故障损失，结合海岛微电网电源设备投资运行等年值成本，以故障影响下的成本最小为规划目标，得到海岛微电网的电源配置方案，以解决单纯考虑经济性电网规划存在的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种基于故障影响下成本最小的海岛微电网电源配置方法，包括如下步骤：

步骤1)收集与建设海岛微电网相关的信息；分析预测不同季节典型日海岛上的负荷需求，并对负荷需求按重要程度分类；

步骤2)建立双层模型，上层以故障影响下的微电网投资运行成本最小为规划目标，下层计算电网的年均负荷损失价值，变量为各电源设备的配置方式，其中：

minF(x)＝f_LOSS(x)+f_in(x)

式中，F(x)表示故障影响下的微电网投资运行成本，f_LOSS(x)表示年均负荷损失价值，f_in(x)表示电源投资运行等值年成本；

步骤3)计算生成海岛微电网系统中各电源配置方式；

步骤4)计算上层配置方式的电源投资运行等年值成本，计算不同季节典型日各种电源设备正常状态的运行情况；

步骤5)以蒙特卡洛模拟法，结合概率分布函数计算发生故障的时间、故障设备类型和故障持续时间，并计算负荷损失价值；

步骤6)累计负荷损失价值，结合概率分布函数计算下一次发生故障的时间，重复步骤5)至步骤6)，直至模拟时间结束；

步骤7)计算年均负荷损失价值，与投资运行等值年成本叠加后作为故障影响下的成本，返回上层；

8)重复步骤3)至步骤7)，计算过程收敛至故障影响下的成本最小。

进一步，分析海岛年历史负荷特性并进行聚类，得到岛上各季节的负荷典型日，以这些典型日代表全年时段负荷变化趋势。

进一步，所述负荷按重要程度分为重要、次重要、可切断负荷。

进一步，海岛微电网正常运行时需要满足负荷平衡，一般情况下不允许弃风弃光：

P_load＝P_pv+P_wt+P_net+P_bat