本發(fā)明涉及交直流混合微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種交直流混合微電網(wǎng)可靠性影響因素權(quán)重分析方法。

背景技術(shù)：

交直流混合微電網(wǎng)是充分發(fā)揮分布式電源綜合效能的關(guān)鍵技術(shù)，相較于交流微電網(wǎng)和直流微電網(wǎng)而言，交直流混合微電網(wǎng)具有電力電子變換環(huán)節(jié)更少的優(yōu)點，有利于節(jié)約成本，提高發(fā)電效率，同時交直流混合微電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計方式更加多樣，更容易適應(yīng)負荷在容量和地理位置上的需求。可靠性研究是交直流混合微電網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)，可靠性影響因素的權(quán)重分析有利于指導(dǎo)交直流混合微電網(wǎng)可靠性的改善，而現(xiàn)有可靠性影響因素的權(quán)重分析方法難以直接應(yīng)用于交直流混合微電網(wǎng)，制約著交直流混合微電網(wǎng)的應(yīng)用。因此，如何對交直流混合微電網(wǎng)可靠性影響因素權(quán)重進行分析，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有可靠性影響因素的權(quán)重分析方法難以直接應(yīng)用于交直流混合微電網(wǎng)的問題，本發(fā)明提供了一種交直流混合微電網(wǎng)可靠性影響因素權(quán)重分析方法。本方法通過合理考慮交直流混合微電網(wǎng)中各元件對可靠性的影響，得到各元件對交直流混合微電網(wǎng)可靠性影響因素的權(quán)重，有利于指導(dǎo)對交直流混合微電網(wǎng)可靠性薄弱環(huán)節(jié)的識別和改善。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種交直流混合微電網(wǎng)可靠性影響因素權(quán)重分析方法，所述權(quán)重分析方法包括以下步驟：

1）、根據(jù)交直流混合微電網(wǎng)中各元件的參數(shù)，得到各元件的故障率和修復(fù)時間；

2）、根據(jù)交直流混合微電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，得到各元件故障時影響的用戶數(shù)；

3）、根據(jù)交直流混合微電網(wǎng)中各元件的故障率、修復(fù)時間和故障時影響的用戶數(shù)，得到交直流混合微電網(wǎng)中各元件對可靠性影響的權(quán)重。

所述交直流混合微電網(wǎng)中各元件包括：交流母線、直流母線、聯(lián)絡(luò)換流器、聯(lián)絡(luò)線路、交流斷路器和直流斷路器。

所述各元件故障率為各元件的年平均故障次數(shù)，所述各元件修復(fù)時間為各元件每次故障的平均持續(xù)時間。

所述各元件對可靠性影響的權(quán)重k計算公式如下：

式中，λ為元件故障率，r為元件修復(fù)時間，n為元件故障時影響的用戶數(shù)。

元件對可靠性影響的權(quán)重k越大，降低該元件故障率對改善可靠性的效果越明顯。

本發(fā)明的有益效果是：提出了一種交直流混合微電網(wǎng)可靠性影響因素權(quán)重分析方法，合理考慮了交直流混合微電網(wǎng)中各元件對可靠性的影響，有利于指導(dǎo)交直流混合微電網(wǎng)可靠性的改善。

附圖說明

圖1是可靠性影響因素權(quán)重分析方法流程圖；

圖2是交直流混合微電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。

本發(fā)明提供了一種交直流混合微電網(wǎng)可靠性影響因素權(quán)重分析方法，所述權(quán)重分析方法包括以下步驟：

1）、根據(jù)交直流混合微電網(wǎng)中各元件的參數(shù)，得到各元件的故障率和修復(fù)時間；

2）、根據(jù)交直流混合微電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，得到各元件故障時影響的用戶數(shù)；

3）、根據(jù)交直流混合微電網(wǎng)中各元件的故障率、修復(fù)時間和故障時影響的用戶數(shù)，得到交直流混合微電網(wǎng)中各元件對可靠性影響的權(quán)重。

所述交直流混合微電網(wǎng)中各元件包括：交流母線、直流母線、聯(lián)絡(luò)換流器、聯(lián)絡(luò)線路、交流斷路器和直流斷路器。

所述各元件故障率為各元件的年平均故障次數(shù)，所述各元件修復(fù)時間為各元件每次故障的平均持續(xù)時間。

所述各元件對可靠性影響的權(quán)重k計算公式如下：

式中，λ為元件故障率，r為元件修復(fù)時間，n為元件故障時影響的用戶數(shù)。

元件對可靠性影響的權(quán)重k越大，降低該元件故障率對改善可靠性的效果越明顯。

如圖2所示，某交直流混合微電網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)如下：負荷a處用戶數(shù)為100，用戶需求容量為1mw；負荷b處用戶數(shù)為80，用戶需求容量為0.8mw；負荷c處用戶數(shù)為180，用戶需求容量為1.8mw。

根據(jù)圖1中所示可靠性分析方法對該交直流混合微電網(wǎng)可靠性影響因素權(quán)重進行分析。

1）、根據(jù)交直流混合微電網(wǎng)中各元件的參數(shù)，得到各元件的故障率和修復(fù)時間：負荷a處直流母線長度為0.01km，故障率為0.001次/年/千米，修復(fù)時間為2h；負荷b處直流母線長度為0.008km，故障率為0.001次/年/千米，修復(fù)時間為2h；交流母線長度為0.018km，故障率為0.001次/年/千米，修復(fù)時間為2h；聯(lián)絡(luò)換流器與交流母線和直流母線間的聯(lián)絡(luò)線路長度均為0.03km，故障率為0.04次/年/千米，修復(fù)時間為30h；直流斷路器故障率為0.2999次/年，修復(fù)時間為10h；交流斷路器故障率為0.006次/年，修復(fù)時間為4h；換流器故障率為0.0237次/年，修復(fù)時間為2.55h。

2）、根據(jù)交直流混合微電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，得到各元件故障時影響的用戶數(shù)：負荷a處直流母線和直流斷路器故障影響用戶數(shù)為100，負荷b處直流母線和直流斷路器故障影響用戶數(shù)為80，負荷a與負荷c之間聯(lián)絡(luò)線路和聯(lián)絡(luò)換流器故障影響用戶數(shù)為100，負荷a與負荷b之間聯(lián)絡(luò)線路和聯(lián)絡(luò)換流器故障影響用戶數(shù)為80，負荷c處交流母線和交流斷路器故障影響用戶數(shù)為360。

3）、根據(jù)交直流混合微電網(wǎng)中各元件的故障率、修復(fù)時間和故障時影響的用戶數(shù)，得到交直流混合微電網(wǎng)中各元件對可靠性影響的權(quán)重k，計算公式如下：

式中，λ為元件故障率，r為元件修復(fù)時間，n為元件故障時影響的用戶數(shù)。

計算結(jié)果表明，交直流混合微電網(wǎng)中元件按照對可靠性影響的權(quán)重由大到小排序依次為：負荷a處直流斷路器，負荷b處直流斷路器，負荷a與負荷c之間的聯(lián)絡(luò)換流器，負荷b與負荷c之間的聯(lián)絡(luò)換流器。交流母線、直流母線和聯(lián)絡(luò)線路的權(quán)重都很小。因此，為改善該交直流混合微電網(wǎng)的可靠性，首先應(yīng)該考慮減少負荷a處直流斷路器和負荷b處直流斷路器的故障率。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種交直流混合微電網(wǎng)可靠性影響因素權(quán)重分析方法。所述權(quán)重分析方法包括以下步驟：根據(jù)交直流混合微電網(wǎng)中各元件的參數(shù)，得到各元件的故障率和修復(fù)時間；根據(jù)交直流混合微電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，得到各元件故障時影響的用戶數(shù)；根據(jù)交直流混合微電網(wǎng)中各元件的故障率、修復(fù)時間和故障時影響的用戶數(shù)，得到交直流混合微電網(wǎng)中各元件對可靠性影響的權(quán)重。本發(fā)明提供了一種交直流混合微電網(wǎng)可靠性影響因素權(quán)重分析方法，該方法可以得到各元件對可靠性影響的權(quán)重，有利于指導(dǎo)對交直流混合微電網(wǎng)可靠性薄弱環(huán)節(jié)的識別和改善。

技術(shù)研發(fā)人員：朱永強;唐萁;王甜婧;郝嘉誠
受保護的技術(shù)使用者：華北電力大學
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.21
技術(shù)公布日：2017.08.18