用于有源配電網(wǎng)可靠性評估的負(fù)荷削減模型及其實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于有源配電網(wǎng)可靠性評估的負(fù)荷削減模型及其實現(xiàn)方法，該模型的目標(biāo)函數(shù)為孤島期間用戶停電量最小，約束條件為對于孤島期間的任一蓄電池放電時刻，島內(nèi)所有蓄電池組能夠釋放的最大功率與所有分布式電源的出力之和不小于該時刻島內(nèi)的總負(fù)荷，該模型實現(xiàn)方法能夠計及孤島中多個蓄電池組的綜合影響，在孤島運行的每一時刻，每個蓄電池組需要釋放的功率按照其當(dāng)前時刻的大小成比例分配，需要吸收的功率按的大小成比例分配。本發(fā)明能夠計及孤島內(nèi)負(fù)荷、DG出力的變化情況以及不同荷電狀態(tài)蓄電池的充放電條件約束與運行約束，用于指導(dǎo)有源配電系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)，為含分布式電源的配電網(wǎng)可靠性精確定量評估提供了有效的工具手段。
【專利說明】用于有源配電網(wǎng)可靠性評估的負(fù)荷削減模型及其實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)可靠性評估【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種用于有源配電網(wǎng)可靠性評估的負(fù)荷削減模型及其實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]與傳統(tǒng)能源的集中式發(fā)電特點不同，風(fēng)力、光伏等可再生能源大多以分布式電源(DG)的形式直接接入到配電系統(tǒng)當(dāng)中，同時，為了平滑可再生能源出力的隨機性與波動性，往往還要配備蓄電池等儲能裝置，以充分發(fā)揮其能效。
[0003]布式電源以及儲能裝置的接入，給配電網(wǎng)可靠性評估帶來了一系列新的問題。蒙特卡洛模擬法能夠利用其時間推進模擬的特點，將傳統(tǒng)的可靠性模擬評估過程與DG、儲能的時序模擬模型完美地結(jié)合在一起，是目前處理該問題的有效方法，在當(dāng)前得到了廣泛的應(yīng)用。分布式電源接入配電系統(tǒng)后，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)局部就可以與主網(wǎng)脫離，運行于孤島狀態(tài)，由分布式電源與儲能裝置為島內(nèi)負(fù)荷供電，從而提高系統(tǒng)可靠性。在應(yīng)用蒙特卡洛模擬法評估含分布式電源配電網(wǎng)的可靠性過程中，如何處理孤島出現(xiàn)后孤島內(nèi)的電力平衡，以確定島內(nèi)負(fù)荷點的削減情況，從而評估整個系統(tǒng)的可靠性水平，是亟待解決的問題之一 O
[0004]當(dāng)前，已經(jīng)出現(xiàn)了一些解決該問題的方法。有文獻將負(fù)荷和分布式電源(DG)出力劃分為不同的水平，采用窮舉法根據(jù)不同水平下孤島的功率平衡情況進行負(fù)荷削減；有文獻采用短期分析方法，認(rèn)為一定時間段內(nèi)負(fù)荷的大小和DG的運行出力狀態(tài)均保持不變，分別計算每個時間段的孤島負(fù)荷削減情況；有文獻則為各個負(fù)荷點設(shè)置優(yōu)先級，根據(jù)負(fù)荷的優(yōu)先級逐個恢復(fù)孤島內(nèi)受故障影響的負(fù)荷點的供電的策略。但是，上述解決方法有的沒有計及DG的出力波動特性，有的雖然考慮了 DG出力的波動，但是沒有計及儲能裝置的影響。特別是儲能裝置，其能夠在DG出力過剩時充電，而在DG出力不足時放電，且充放電過程還收到自身的運行條件約束，加劇了負(fù)荷削減過程的復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計合理、可靠性高且方法簡便的用于有源配電網(wǎng)可靠性評估的負(fù)荷削減模型及其實現(xiàn)方法。
[0006]本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種配電網(wǎng)可靠性評估的負(fù)荷削減模型，包括含分布式電源配電網(wǎng)系統(tǒng)故障出現(xiàn)孤島時的負(fù)荷削減模型的目標(biāo)函數(shù)和進行負(fù)荷削減的條件，所述的負(fù)荷削減模型的目標(biāo)函數(shù)為:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種用于有源配電網(wǎng)可靠性評估的負(fù)荷削減模型，包括含分布式電源配電網(wǎng)系統(tǒng)故障出現(xiàn)孤島時的負(fù)荷削減模型的目標(biāo)函數(shù)和進行負(fù)荷削減的條件，其特征在于:所述的負(fù)荷削減模型的目標(biāo)函數(shù)為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有源配電網(wǎng)可靠性評估的負(fù)荷削減模型，其特征在于:所述t時刻第i個蓄電池組在時間間隔Λ t內(nèi)能夠?qū)ν馓峁┑淖畲蠊β誓薩(0的計算方法為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有源配電網(wǎng)可靠性評估的負(fù)荷削減模型，其特征在于:所述第j個分布式電源在t時刻的實時出力PieW包括:風(fēng)機的實時出力、光伏實時出力和實時負(fù)荷出力，其中: 風(fēng)機實時出力采用下式計算得到:
4.一種如權(quán)利要求1至3任一項所述的負(fù)荷削減模型的實現(xiàn)方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:設(shè)定每個負(fù)荷點的削減狀態(tài)X(k)均為1，計算各個負(fù)荷點在孤島期間的總電量Wk; 步驟2:令時間t = tst ; 步驟3:計算t時刻孤島內(nèi)的凈交換功率Prai⑴，若Prai⑴〈O，執(zhí)行步驟4 ;否則，執(zhí)行步驟5 ; 步驟4:根據(jù)t時刻孤島內(nèi)各個蓄電池組的額定容量Qmaxi1、荷電狀態(tài)Soci⑴以及第一池的剩余容量Qui (t)，求得每個蓄電池在時間間隔At內(nèi)對外最大可接受的持續(xù)充電功率/^4);其次，根據(jù)尸丄x(/)的大小，計算與每個蓄電池組對應(yīng)的凈交換功率恩(O ;最后，計算At內(nèi)每個蓄電池組實際吸收的功率C(0 =(0,6(0)%，并更新每個蓄電池組的在t+Δ t時刻的荷電狀態(tài)Soci (t+Δ t)以及第一池的剩余容量Qui (t+Δ t);返回步驟3; 步驟5:首先，根據(jù)t時刻孤島內(nèi)各個蓄電池組的額定容量Qmaxi1、荷電狀態(tài)Soci (t)以及第一池的剩余容量Qui (t)，求得每個蓄電池在時間間隔At內(nèi)能夠?qū)ν馓峁┑淖畲蠊β蔨1max(O泚時，如果巧(O的大小滿足進行負(fù)荷削減的條件時，則執(zhí)行步驟6 ;否則，執(zhí)行步驟7 ; 步驟6:首先，根據(jù)片.(O的大小，計算與每個蓄電池組對應(yīng)的凈交換功率您(0 ;其次，計算Λ t內(nèi)每個蓄電池組實際釋放的功率= min(Pdmax.(t)，Piex(/))/%并更新每個蓄電池組的在t+At時刻的荷電狀態(tài)Soci (t+At)以及第一池的剩余容量Q1Jt+At);最后，令時間t = tst+A t,并返回步驟3 ； 步驟7:將所有被保留的負(fù)荷點中，總電量Wk最小的負(fù)荷點的削減狀態(tài)X(k)設(shè)定為0，并返回步驟2; 步驟8:當(dāng)時間t=tmd時，負(fù)荷削減流程結(jié)束，并記錄最終每個負(fù)荷點的削減狀態(tài)X(k)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于有源配電網(wǎng)可靠性評估的負(fù)荷削減模型的實現(xiàn)方法，其特征在于:所述步驟I計算各個負(fù)荷點在孤島期間的總電量Wk的公式為:

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于有源配電網(wǎng)可靠性評估的負(fù)荷削減模型的實現(xiàn)方法，其特征在于:所述步驟3計算t時刻孤島內(nèi)的凈交換功率Prai (t)的公式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于有源配電網(wǎng)可靠性評估的負(fù)荷削減模型的實現(xiàn)方法，其特征在于:所述步驟4計算每個蓄電池在時間間隔At內(nèi)對外最大可接受的持續(xù)充電功率乃Lx⑴的公式為:

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于有源配電網(wǎng)可靠性評估的負(fù)荷削減模型的實現(xiàn)方法，其特征在于:所述步驟6計算與每個蓄電池組對應(yīng)的凈交換功率巧.(O的公式為:
【文檔編號】G06F19/00GK103473446SQ201310384469
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】王浩鳴, 朱曉輝, 劉寶成, 唐慶華, 項添春, 郗曉光, 滿玉巖 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司