[发明专利]含EHS的孤岛型交直流混合微电网系统的可靠性评估方法

说明书

本发明公开了一种含EHS的孤岛型交直流混合微电网系统的可靠性评估方法。本发明针对接入EHS的孤岛型交直流混合微电网系统，首先建立了EHS模型和负荷模型等系统模型；其次，通过序贯蒙特卡洛法进行故障元件分类；再次，考虑系统的运行特点、EHS与系统的耦合作用以及系统源网荷的不确定性，提出了功率调度策略；最后，从系统级和设备级两个角度出发，提出了评价系统可靠性的系统级可靠性指标和设备级可靠性指标，以解决目前无法准确评估含有EHS的孤岛型交直流混合微电网系统可靠性的问题，提高了系统运行稳定性、新能源接纳能力以及可靠性评估的准确度和全面性，同时也有利于电网对分布式电源的统一调度。

技术领域

本发明属于综合能源系统领域，具体是一种含EHS的孤岛型交直流混合微电网系统的可靠性评估方法。

背景技术

交直流混合微电网可靠性评估是系统规划和运行的基础，是应对源网荷不确定性、保证系统可靠运行的重要支柱。然而，孤岛型交直流混合微电网中通常由出力可控的发电设备(如微型燃气轮机)取代大电网，由于这些发电设备运行功率有限且并不能满足功率的双向流动，所以当风光资源充足时系统中会出现弃风弃光现象；而当系统风光资源不足时又会出现切负荷现象，从而导致孤岛型交直流混合微电网的可靠性大幅下降。

随着孤岛型交直流混合微电网技术的日益发展和电力、氢气系统间的耦合关系逐步深化，含电-氢系统(electricity-hydrogen system，EHS)的孤岛型交直流混合微电网已成为能源领域发展方向之一。EHS主要由电解槽、储氢罐和燃料电池组成，利用电解槽可以在风光资源充裕时将多余电量用于制氢，减少弃风弃光率，提高能源利用率；利用燃料电池在用电高峰时提供电能，减少负荷切除率，提高系统可靠性。引入长期稳定运行的EHS不仅为改善孤岛型交直流混合微电网电力不足和弃风弃光问题提供了新的思路，还实现了电力、氢气子系统间的能量的双向流动，有效地提高了系统的灵活性和可靠性。但是，EHS的加入使得系统结构变得更加复杂，设备种类更加繁多，系统运行模式更加多样化，从而进一步加大了系统建模和可靠性评估的复杂度。

目前针对孤岛型交直流混合微电网可靠性的研究多局限于电力系统，并没有计及氢气子系统的耦合与转化。对于含EHS的孤岛型交直流混合微电网的研究都集中于系统优化、经济运行和功率协调控制等方面，还没有对其可靠性评估方面的研究，因此，亟需开展对含EHS的孤岛型交直流混合微电网可靠性评估的研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种含EHS的孤岛型交直流混合微电网系统的可靠性评估方法。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种含EHS的孤岛型交直流混合微电网系统的可靠性评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、构建系统模型并输入系统模型参数；根据工况设定系统总模拟时长；数据初始化，将系统累计模拟时长置0，然后进行第一组抽样；

步骤2、在该组抽样中，在某个抽样时刻t对系统内所有元件i进行随机抽样，并根据式(4)求出所有元件各自的正常工作时间T_TTF；

式(4)中，λ_i为元件i的故障率，x为(0,1)之间服从均匀分布的随机数；

然后选取T_TTF最小的元件为故障元件，则故障元件w的正常工作时间T_w＝min(T_TTF)；根据式(5)求出该故障元件w的修复时间T_TTR；

式(5)中，μ_w为故障元件w的修复率；y为(0,1)之间服从均匀分布的随机数；