含分布式電源的直流配電網(wǎng)可靠性評估.pdf

1、隨著化石能源枯竭及環(huán)境問題的加劇，風(fēng)電、光伏等分布式可再生能源在配電網(wǎng)內(nèi)的滲透率逐年增大，相比于傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)，直流配電網(wǎng)便于分布式電源(DG)接入，可有效利用分布式可再生能源。此外，風(fēng)電、光伏發(fā)電具有強(qiáng)隨機(jī)性和間歇性，這些分布式電源大量接入直流配電網(wǎng)將對其可靠性產(chǎn)生較大影響。因此，研究直流配電網(wǎng)中分布式電源的出力模型、含分布式電源直流配電網(wǎng)可靠性評估方法，可為直流配電網(wǎng)的規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行提供參考，具有較高的理論價(jià)值和工程實(shí)用意義。依托

2、廣東省引進(jìn)領(lǐng)軍人才項(xiàng)目“多端輕型直流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制、保護(hù)技術(shù)的研究”，以深圳某工業(yè)園區(qū)直流配電網(wǎng)示范工程為研究對象，計(jì)及元件冗余設(shè)計(jì)和分布式電源隨機(jī)性的影響，對含分布式電源的直流配電網(wǎng)及其孤島運(yùn)行區(qū)域的可靠性進(jìn)行了建模與評估。
　?、贋榱说玫礁_直流關(guān)鍵設(shè)備的可靠性參數(shù)，根據(jù)以電力電子器件為核心的直流配電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及運(yùn)行原理，建立計(jì)及關(guān)鍵設(shè)備內(nèi)元件冗余設(shè)計(jì)的可靠性模型，采用所建立的模型計(jì)算直流配電網(wǎng)示范工程內(nèi)

3、關(guān)鍵設(shè)備的可靠性，為后續(xù)章節(jié)提供數(shù)據(jù)支持。算例結(jié)果表明：元件冗余設(shè)計(jì)顯著降低了關(guān)鍵設(shè)備的故障率，改善了關(guān)鍵設(shè)備的可靠性。
　?、跒榻⒕_的直流配電網(wǎng)中分布式電源的出力模型，針對直流配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對現(xiàn)有DG結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了改進(jìn)，得到適用于直流配電網(wǎng)的DG拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；基于DG分層簡化網(wǎng)絡(luò)，計(jì)及風(fēng)速、光照強(qiáng)度不確定性和DG內(nèi)元件可靠性，建立DG的時序蒙特卡洛出力模型；定義能量和時間兩類指標(biāo)衡量風(fēng)速、光照強(qiáng)度不確定性以及元件可靠性對DG出

4、力性能的影響，對不同風(fēng)光配置下DG出力性能進(jìn)行評估。算例結(jié)果表明：所建立的DG出力模型能準(zhǔn)確評估DG出力性能；不同風(fēng)光配置DG出力性能不同，采用合理的風(fēng)光配置可有效提高DG出力性能。
　?、蹫楦_地評估分布式電源出力性能對直流配電網(wǎng)孤島運(yùn)行區(qū)域可靠性的影響，基于關(guān)鍵設(shè)備可靠性模型和分布式電源出力模型，結(jié)合儲能運(yùn)行策略、孤島內(nèi)最優(yōu)切負(fù)荷策略和時序負(fù)荷模型；為計(jì)及分布式電源出力不確定性對孤島運(yùn)行區(qū)域可靠性的影響，對傳統(tǒng)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)

5、進(jìn)行了改進(jìn)；建立直流配電網(wǎng)孤島運(yùn)行區(qū)域的時序蒙特卡洛可靠性評估模型。對直流配電網(wǎng)示范工程內(nèi)孤島運(yùn)行區(qū)域進(jìn)行可靠性評估，分析DG出力不確定性、風(fēng)光配置以及負(fù)荷水平對直流配電網(wǎng)孤島運(yùn)行區(qū)域可靠性的影響。算例結(jié)果表明：DG出力不確定性對直流配電網(wǎng)孤島運(yùn)行區(qū)域的可靠性有很大影響，若要保證孤島運(yùn)行區(qū)域可靠性需解決風(fēng)電和光伏出力的波動性等問題；隨著光伏占容比增加，直流配電網(wǎng)孤島運(yùn)行區(qū)域可靠性增加；隨著負(fù)荷水平增加，直流配電網(wǎng)孤島運(yùn)行區(qū)域可靠性隨之降

6、低。
　　④在關(guān)鍵設(shè)備可靠性模型和分布式電源出力模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合孤島運(yùn)行策略、儲能運(yùn)行策略和儲能裝置故障、削負(fù)荷策略等多種因素，建立含分布式電源的直流配電網(wǎng)時序蒙特卡洛可靠性評估模型；為計(jì)及分布式電源接入對直流配電網(wǎng)可靠性的影響，對現(xiàn)有的指標(biāo)進(jìn)行完善。以深圳某工業(yè)園區(qū)直流配電網(wǎng)示范工程為例，分析DG并網(wǎng)、DG額定容量、DG等效出力模型以及關(guān)鍵設(shè)備內(nèi)元件冗余對其可靠性的影響。算例結(jié)果表明：DG接入直流配電網(wǎng)，提高了孤島內(nèi)負(fù)荷點(diǎn)和直