含分布式能源的配电系统可靠性分析研究

配电网可靠性分析是电力系统可靠性评估的重要内容。随着传统能源的大量消耗以及环境污染的加重,开发和利用清洁高效的分布式能源成为各国研究的焦点,而分布式能源的大量接入,使得传统的单电源辐射状配电网转换成多电源供电的网络结构。当配电网中有元件发生故障时,需要考虑主动控制策略以及微网运行方案,并且分布式能源具有随机性与波动性的特点,给配电网的可靠性分析的模型方法带来了巨大挑战。对此,本文提出了考虑分布式能源接入以及主动控制策略的配电网可靠性分析方法。首先,基于开关为边界对复杂配电网进行分区、编码,采用算法实现故障自动定位与分区,提高了配电网可靠性分析的效率。针对以往配电网可靠性分析只考虑永久可修复故障的不足,本文指标综合考虑永久可修复故障、瞬时故障以及检修停运,在此基础上建立配电自动化发展不同阶段的模型,基于IEEE RBTS-BUS6配电网对不含分布式能源的配电网进行可靠性计算,深入分析网络的可靠性指标以及不同配电自动化发展阶段、不同故障类型对可靠性指标的影响。其次,建立风机、光伏阵列、蓄电池、燃气轮机出力以及负荷波动模型,为更好的体现分布式能源出力的季节性以及区域性特点,本文中根据实际数据采用ARMA模型对风机和光伏阵列出力进行预测,蓄电池考虑多约束充放电模型。此外,考虑分布式能源的间歇性特点,在可靠性评估中考虑微网运行、负荷响应、基于遗传算法的最优切负荷等主动控制策略。在此基础上采用序贯蒙特卡洛模拟法对配电网可靠性进行分析,以含有分布式电源接入的IEEE RBTS-BUS6网络以及江苏地区典型网络进行可靠性评估。由于序贯蒙特卡洛模拟法仿真时间较长,本文采用伪序贯蒙特卡洛模拟法对配电网进行可靠性分析,其中非序贯蒙特卡洛模拟法用来进行抽样,而只在抽样到故障时采用序贯蒙特卡洛模拟法进行时序模拟获得故障序列,基于IEEE RBTS-BUS6网络算例表明该算法具有精度高,仿真速度快的优点。