[发明专利]一种含DG配电网的区域自治能力评估方法

权利要求书

1.一种含DG配电网的区域自治能力评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1.1)、输入配电网内分布式能源、负荷、线路、保护装置的基础参数；

步骤(1.2)、基于非时序蒙特卡罗模拟，建立极端风灾事件模型，并基于配电网树模型，进行灾害影响评估，确定失电区域和孤岛自治区域；

步骤(1.3)、对配电网中分布式能源出力以及负荷需求进行建模；

步骤(1.4)、极端事件下，孤岛自治区域具有自治运行的能力，建立负荷节点与系统的恢复模型；

步骤(1.5)、基于模拟极端事件下负荷节点和系统的状态，提出负荷及系统的区域自治能力评估指标；

所述步骤(1.2)中极端风灾事件模型和故障评估模型，具体叙述如下：

基于地区最大持续风速的历史数据，利用甘贝尔分布有效捕捉极端风速，形成Gumbel分布的累积分布函数：

式中，μ和β分别为Gumbel分布中的位置和尺度参数，且β＞0；

利用MATLAB中evinv函数对式(1)进行逆变换生成风速样本；

极端风灾事件发生的时间：

x_ST＝∪(1,24) (2)

在发生极端风灾事件时，配电网中的元素遭受破坏，事件的严重性和元素的脆弱性决定故障程度，元素的脆弱性包括杆塔的脆弱性和线路的脆弱性；

杆塔的脆弱性：

FP_pl＝0.0001×exp[0.0421×V_W] (3)

线路的脆弱性：

式中：FP_pl、FP_ij分别为节点i和节点j之间杆塔和线路的故障概率；V_W为风速；NP_pl为线路间杆塔数；

基于上述脆弱性，利用随机数对极端风灾事件下的线路故障状态进行评估，将生成的随机数x_line与线路故障概率进行比较：

式中：表示节点i和节点j之间线路是否发生故障，若为1，则表示发生故障；反之，则表示不发生故障；x_line为0-1的随机数；

在故障修复开始之前，根据保护设置，收集有关故障元件的信息，并将这些元件与配电网的其余部分隔离；故障评估、故障隔离和修复过程的时间段T为：

T＝-ln(1-x_t) (6)

式中：T呈指数分布，x_t为均匀分布的随机数；

用深度优先搜索算法得出关配电网元素状态的信息，在发生极端事件之后，负荷节点和线路处于三种状态：i)并网模式：线路通过变压器与主网连接进行供电；ii)区域孤岛自治模式：未发生故障线路会以孤岛自治区域模式运行；iii)断电模式：故障发生在线路本身，则其负荷节点无法通过主网或DG恢复。

2.根据权利要求1所述的一种含DG配电网的区域自治能力评估方法，其特征在于，

所述步骤(1.3)中分布式能源出力和负荷需求，具体叙述如下：

基于历史日光照强度数据，并基于场景削减法减少至一定数量的场景N_Sc，得到PV光照强度日曲线和对应概率，再进一步得到相应PV机组出力：

式中：P_PV表示光伏日出力的简化场景集，是一个N_sc×24阶的矩阵；π_PV表示场景对应的概率，是一个N_sc×1阶的矩阵；

相应累积分布函数：

其中ρ_PV为π_PV的累积分布；

生成一个随机数，选取中一个光伏场景作为模拟事件：

x_PV(s)＝∪(0,1) (9)

负荷类型分为重要和非重要负荷两类，分别取自政府机构客户和住宅客户类型；负荷需求场景集合为：

采用上述式(8)-式(10)的方法，从中选取负荷需求日曲线；

式中：MF_l表示负荷节点l的日负荷情况的简化场景集，π_MF表示场景对应的概率。