分布式發(fā)電對(duì)配網(wǎng)可靠性的影響分析.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，電能在現(xiàn)代社會(huì)中扮演的角色越來(lái)越重要。同時(shí)，隨著用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高，向用戶提供充足、可靠、經(jīng)濟(jì)的電能是電力工作者的首要任務(wù)。而電力系統(tǒng)可靠性問(wèn)題是影響電能質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，因此，提高電力系統(tǒng)的供電可靠性是提高電能質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)，分布式發(fā)電(DG)技術(shù)研究越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視，分布式發(fā)電已進(jìn)入實(shí)用化階段，隨著分布式電源在電力系統(tǒng)中所占比例的不斷擴(kuò)大，研究分布式發(fā)電對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性影響勢(shì)在必行。

2、 目前，對(duì)于接入分布式發(fā)電的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估剛剛起步，尚沒(méi)有成熟的分析方法。這主要是由于分布式發(fā)電技術(shù)給電網(wǎng)帶來(lái)各種便利的同時(shí)，也會(huì)帶來(lái)一些安全或規(guī)范的問(wèn)題，如DG切除時(shí)系統(tǒng)電壓跌落的問(wèn)題，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)DG對(duì)孤島內(nèi)用戶供電質(zhì)量問(wèn)題，DG并網(wǎng)準(zhǔn)入問(wèn)題，DG的保護(hù)配合問(wèn)題等等。由于DG的運(yùn)行策略、接入方式不同，可靠性的評(píng)估也將產(chǎn)生很大的差異。同時(shí)，現(xiàn)有的可靠性評(píng)估模型及計(jì)算方法隨著配電系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，模型復(fù)雜度成指數(shù)增長(zhǎng)，處理速度也

3、相應(yīng)越慢。因此為適應(yīng)電力運(yùn)行環(huán)境的變化，借鑒相關(guān)學(xué)科的研究成果，尋找更加科學(xué)、實(shí)用的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法是十分必要的。 潮流計(jì)算是對(duì)其影響進(jìn)行量化分析的依據(jù)之一。由于目前的配電網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算方法中沒(méi)有充分考慮分布式發(fā)電的影響，因而隨著不同形式的分布式電源的并網(wǎng)，配網(wǎng)潮流計(jì)算難度增大，因而尋找適合于帶有分布式電源的配網(wǎng)潮流計(jì)算方法十分必要。由于配電網(wǎng)的固有特點(diǎn)，傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)潮流算法存在許多問(wèn)題，如節(jié)點(diǎn)編號(hào)復(fù)雜(需要按一定規(guī)律對(duì)線

4、路和節(jié)點(diǎn)編號(hào)，或者需將節(jié)點(diǎn)分層)，有些還需要增加一虛擬零阻抗線路等，這些都增加了程序編制和使用的難度。本文首先對(duì)分布式電源進(jìn)行分析，確定電源模型，提出基于map結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)表示方法，利用基于線路功率的前推回代法進(jìn)行潮流計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上研究了DG對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)潮流的影響，最后基于粒子群優(yōu)化與靈敏度分析原理，采用局部分支優(yōu)化方法進(jìn)行DG電源最優(yōu)配置，算例證明該方法在時(shí)間和效果上都能得到滿意的結(jié)果，適用于工程應(yīng)用。 傳統(tǒng)的配網(wǎng)可靠性評(píng)估方

5、法隨著配電系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，模型復(fù)雜度按指數(shù)增加，處理速度隨之變慢，針對(duì)這些問(wèn)題，本文引入成功流方法(GO法)，給出了GO法應(yīng)用的基本原理。由于GO法建模以成功為導(dǎo)向，從輸入單元的成功狀態(tài)開(kāi)始，逐步分析成功后果，直到代表系統(tǒng)的輸出信號(hào)，其建模方式為歸納法，不需要事先求出最小割集即可得到精確的結(jié)果。但GO法應(yīng)用有一定的難度，因此本文對(duì)GO法進(jìn)行了改進(jìn)，使其能應(yīng)用于工程計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上建立了配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估的GO法模型，并進(jìn)一步考慮負(fù)荷轉(zhuǎn)

6、移限制情況下的可靠性評(píng)估，對(duì)帶有分支的復(fù)雜輻射型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，最后用算例說(shuō)明利用系統(tǒng)元件之間的成功依存關(guān)系建立模型，能較好解決傳統(tǒng)方法模型復(fù)雜，計(jì)算耗時(shí)大等不足，可以用于較大規(guī)模配電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)計(jì)算。該方法除了具有滿意的速度和精度外，由于其求解過(guò)程針對(duì)單個(gè)用戶進(jìn)行，因此可以得到單個(gè)用戶的可靠性指標(biāo)，能為個(gè)別可靠度微觀極限值管理提供依據(jù)，同時(shí)針對(duì)系統(tǒng)中元件可靠性參數(shù)不斷變化(如老化等)或隨著系統(tǒng)元件的維修更換，GO法能跟蹤其變化，可動(dòng)

7、態(tài)計(jì)算系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。 根據(jù)DG接入點(diǎn)、接入容量、接入方式以及運(yùn)行方式的不同，DG對(duì)配網(wǎng)可靠性的影響也產(chǎn)生巨大的差異。本文在配網(wǎng)可靠性的GO法研究的基礎(chǔ)上，首先分析了分布式發(fā)電對(duì)配網(wǎng)可靠性影響因素，通過(guò)選擇簡(jiǎn)單快速的孤島邊界搜索方法，給出在DG接入的情況下配網(wǎng)可靠性評(píng)估模型，并通過(guò)算例計(jì)算了傳統(tǒng)的配網(wǎng)可靠性指標(biāo)，如年平均停電次數(shù)、年平均停電時(shí)間等，說(shuō)明分布式電源對(duì)配網(wǎng)可靠性的影響。 與傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)不同，分布式發(fā)電的注

8、入給可靠性評(píng)估帶來(lái)新的問(wèn)題，跟發(fā)輸電系統(tǒng)類似，需要考慮電源充裕度、可信度問(wèn)題。與傳統(tǒng)的大型機(jī)組相比，分布式發(fā)電有自身的特點(diǎn)，如有些DG采用風(fēng)力或太陽(yáng)能發(fā)電等，其輸出功率與可用能源有著密切的聯(lián)系，會(huì)經(jīng)歷更多的波動(dòng)，也就是說(shuō)，具備更多的不確定性。本文將條件風(fēng)險(xiǎn)值(CVaR)引入，來(lái)評(píng)估接入分布式電源的配電系統(tǒng)可靠性，與風(fēng)險(xiǎn)值VaR相比，CVaR能彌補(bǔ)VaR的不足。首先本文針對(duì)DG存在的兩個(gè)主要問(wèn)題：?jiǎn)?dòng)問(wèn)題以及能源不確定性問(wèn)題進(jìn)行建模，評(píng)估

9、DG作為備用以及承擔(dān)基荷等兩種運(yùn)行策略下的配網(wǎng)電量不足期望值，算例給出VaR與CVaR兩種計(jì)算結(jié)果并進(jìn)行分析?？煽啃耘c經(jīng)濟(jì)性的評(píng)估總是不可分割的兩個(gè)方面。進(jìn)行系統(tǒng)決策時(shí)，需要對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)比，以得到最優(yōu)的方案。電力系統(tǒng)中的決策者經(jīng)常會(huì)根據(jù)自身的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)不同的方案都會(huì)有自己的偏好，為使決策更加合理，需要綜合考慮屬性本身的客觀屬性。本文首先分析DG項(xiàng)目中存在的各項(xiàng)成本，包括機(jī)組運(yùn)行的固定成本、可變成本以及用戶的停電損失等。其次對(duì)項(xiàng)目