基于时变通用生成函数的孤岛运行模式下微电网可靠性评估

并网型微电网进入孤岛运行模式后,其未来短期运行的供电可靠性具有时变性。为此,提出基于时变通用生成函数(TVUGF)的可靠性评估方法。采用马尔可夫—TVUGF模型求取预测风速状态概率及微电网系统时变状态概率,得到分布式电源出力TVUGF模型;考虑微电网计划解列和孤岛切负荷策略,对每个系统状态进行分类故障影响分析,建立微电网可靠性TVUGF模型,进而得出微电网负荷点和系统可靠性指标。考虑到TVUGF运算中需计算的状态数较多,提出TVUGF运算的合并同类项和状态重新划分法,以减少计算量,提高计算速度。采用所述方法对典型低压微电网系统进行可靠性评估,评估结果及分析验证了该方法的正确性和有效性。     

计及时序特性的孤岛微电网运行模拟方法

当需要对孤岛微电网进行规划设计、可靠性评估或者优化调度时,通常需要对孤岛微电网在一定时间内的运行状态进行连续模拟,以掌握孤岛微电网的实际运行特性。本文提出一种计及时序特性的孤岛微电网运行模拟方法,首先建立计及下垂控制策略的孤岛微电网潮流计算模型,其次充分考虑储能充放电、切负荷以及弃发电策略,提出计及时序特性的孤岛微电网运行模拟流程,最终以Benchmark 0.4k V低电压微电网以及实际数据进行算例分析,验证本文方法的有效性。     

主从控制孤岛运行微电网的短期可靠性评估

针对主从控制孤岛运行微电网短期可靠性的时变性和通信系统冗余的动态特性,提出一种基于时变动态故障树的短期可靠性评估方法。首先,定义时变动态故障树,给出动态子树和静态子树的求解过程。再以负荷点供电中断为顶事件,将顶事件划分为直接事件和间接事件,并进行概率计算。在此基础上,计算主从控制孤岛运行微电网的负荷点切负荷概率和系统停电期望值,给出可靠性评估流程。算例分析验证了所提方法的正确性及有效性,评估结果可为主从控制孤岛运行微电网的调度及运行提供一定的依据。     

主从控制孤岛运行微电网的短期可靠性评估EI北大核心CSCD

针对主从控制孤岛运行微电网短期可靠性的时变性和通信系统冗余的动态特性,提出一种基于时变动态故障树的短期可靠性评估方法。首先,定义时变动态故障树,给出动态子树和静态子树的求解过程。再以负荷点供电中断为顶事件,将顶事件划分为直接事件和间接事件,并进行概率计算。在此基础上,计算主从控制孤岛运行微电网的负荷点切负荷概率和系统停电期望值,给出可靠性评估流程。算例分析验证了所提方法的正确性及有效性,评估结果可为主从控制孤岛运行微电网的调度及运行提供一定的依据。     

基于几何分布的微电网孤岛运行可靠性快速概率评估

微电网内间歇性分布式电源和负荷的波动性使孤岛运行可靠性评估变得复杂。而避免负荷频繁投切的实际短时孤岛切负荷策略增强了负荷状态的时序关联性,该策略下序贯蒙特卡洛仿真计算量大。针对上述问题,文中基于几何分布模型和概率计算,提出了快速准确计算微电网负荷点停电时间概率分布的解析公式,可综合计算负荷点和系统可靠性指标。以改造的配电系统为例,通过评估微电网孤岛运行可靠性将所提方法与蒙特卡洛评估方法进行了对比分析,论证了所提方法的快速性和有效性;对源荷功率波动性和切负荷策略对微电网孤岛运行可靠性的影响进行分析,进一步验证了所提计算模型的合理性。     

计及微电网中可再生能源间歇性影响的配电网可靠性评估

为分析微电网中可再生能源分布式电源(DG)的间歇性对供电可靠性的影响,运用马尔科夫方法在计及负荷重要性的多个负荷水平下建立由间歇性DG和储能装置组成的微电源的输出功率多状态模型,根据该模型和微电网孤岛运行时的功率平衡关系,提出微电网中每个负荷点的微电源输出功率的两状态模型。基于微电源两状态模型,提出一种含微电网的配电网可靠性评估方法和评价微电源持续供电能力的新指标。算例验证了所提方法的可行性和有效性。结果表明,微电网网内用户的供电概率得到提高,但在计及DG出力间歇性时,用户的平均停电次数指标有恶化的趋势;合理配置储能装置的容量及最大出力,能改善间歇性DG出力对微电网用户持续供电能力的不利影响。     

基于孤岛运行特性的微电网可靠性分析

分析了微电网中风电机组的出力随机特性,计及储能运行策略、工作状态及其充放电约束,通过全时序模拟重点分析了微电网孤岛模式的运行状态及可靠性。基于负荷分块的思想,综合考虑负荷重要程度及位置2方面因素,研究了孤岛模式的负荷削减策略。最后基于孤岛运行特性,提出了微电网孤岛平均首次持续运行时间和运行稳定率2个新的可靠性指标,并采用改进的RBTS Bus6配电系统进行了可靠性评估,算例结果验证所提模型和算法的有效性。     

适应负荷特性变化的微电网孤岛运行控制策略研究

针对微电网孤岛运行方式下其系统稳定性受负荷大小与类型呈现不同影响,从微电网中分布式电源(Distributed Generation,DG)的构成出发,提出一种适应负荷特性变化的DG逆变器主从控制策略。即DG逆变器采用基于V/f和PQ的主从控制,实现微电网孤岛下系统电压、频率稳定和负荷的平衡。基于Matlab构建微电网孤岛运行模型,在接入阻性、感性和阻感性负荷下,仿真分析了微电网DG逆变器主从控制下系统电压、频率和输出负荷的运行特性。同时也通过微电网试验平台验证了DG逆变器主从控制策略的正确性、有效性。     

计及控制策略的并网型微电网可靠性评估

当上层配电网故障或电能质量不满足要求时,微电网可通过控制策略切换等调度各微电源的出力,实现微电网孤岛运行。孤岛运行时,不同控制策略直接影响微电网的供电可靠性。通过对微电网最常见的两种控制策略（主从型和对等型）的分析,建立了计及控制策略的并网型微电网功率模型;通过对上层配电网进行最小路等值,建立微电网不同控制策略下的故障影响矩阵,提出了基于时序蒙特卡洛的并网型微电网可靠性评估方法。以此方法对改进的IEEE-RBTS系统进行可靠性评估,分析了两种控制策略对配电网可靠性指标的影响。算例表明：微电网加入配电网后可改善系统可靠性性能;对等型微电网比主从型微电网的可靠性要高。     

计及DG出力相关性的孤岛微电网蒙特卡洛法概率潮流

孤岛微电网缺乏主网的支撑,分布式电源(distributed generator,DG)出力的随机性以及负荷的波动性都将对系统频率及电压造成影响。为准确分析孤岛模式下微电网的运行状态,提出一种计及DG出力相关性的孤岛微电网概率潮流计算方法。首先简化孤岛微电网节点分类,将潮流方程表达成统一形式;其次,在考虑DG出力的相关性下运用蒙特卡洛法进行抽样计算,从而获得概率潮流结果;最终以Benchmark 0.4 kV低压微电网系统作为算例,验证了文中方法的有效性。     

基于时序模拟的孤岛微电网频率及电压质量评估

孤岛微电网在为偏远地区供电、提高用户可靠性等方面提供了有效的解决途径。针对孤岛微电网缺乏主网电源支撑、频率及电压波动大的问题,提出一种基于时序模拟的频率及电压质量评估方法。利用各类DG的出力曲线以及负荷曲线,根据采样点逐点进行孤岛微电网潮流计算,获取系统频率、电压的变化曲线及概率分布情况;利用频率及电压偏差指标评估孤岛微电网的频率及电压质量。以Benchmark 0.4 k V低压微电网作为算例系统,验证了所提方法的有效性。     

基于动态孤岛混合整数线性规划模型的主动配电网可靠性分析

为了得到配电网最优孤岛划分的准确方案,准确评估分布式电源（distributed generation,DG）接入对提升配电网可靠性的有益效果,文章提出了基于混合整数线性规划（mixed integer linear programming,MILP）的多时段动态孤岛划分模型,并基于序贯蒙特卡洛模拟提出了考虑故障状态下动态孤岛的可靠性评估流程。动态孤岛划分模型考虑了分布式电源和负荷的波动性,并建立了分布式电源和和负荷的功率时序模型。通过建立支路功率与节点状态的线性逻辑约束保证故障期间孤岛的辐射状拓扑结构,以改进的RBTS-BUS6系统为例,对含分布式光储的主动配电网（active distribution network,ADN）进行可靠性分析,结果表明文章所提出的电力孤岛模型能最大范围地恢复供电,并有效提高配电网的可靠性水平。     

孤岛模式运行下含潮汐发电和电池储能的微电网可靠性评估

提出了一种孤岛模式运行下的含潮汐发电和电池储能的微电网可靠性评估模型。利用潮汐流速历史数据建立了24个时段潮汐流速分布模型,同时考虑了潮汐流速因季节变化的影响,并结合机组功率输出特性曲线得到机组多状态模型。根据负荷、机组多状态模型和电池储能系统性能参数建立了电池储能系统功率输出模型。在含潮汐发电和电池储能的微电网中应用所提出的模型,评估了其在孤岛运行下的可靠性,验证了模型的有效性。研究表明,电池储能设备性能参数对微电网可靠性影响较大,同时负荷的增长会降低系统可靠性。     

考虑换流器控制特性的交直流混联微电网状态估计

交直流混联微电网是分布式发电(distributed generation,DG)装置并网的良好解决方式,因此,含DG的交直流混联微电网状态估计研究具有现实意义。针对换流器控制特性多样化及直流网络接入,该文提出适用于多种运行模式的交直流混联微电网状态估计模型。首先,针对微电网的孤岛运行特性,建立DG的Droop型节点模型。接着,根据交直流混联微电网状态估计的特点,配置相应的伪量测,以提高系统可观测性;同时采用了支路电流幅值量测转换法,以减少雅可比矩阵的求解难度。最后,采用最小二乘估计求解所提出的交直流混联微电网状态估计模型。通过IEEE13节点算例进行验证,结果表明,所提模型能够适用于并网和孤岛两种运行方式,具有良好的工程实用价值。     

考虑孤岛源-荷不确定性的直流配电网可靠性评估

针对含高渗透率分布式发电(DG)的直流配电网,提出一种考虑孤岛源-荷不确定性的直流配电网可靠性评估方法.根据设备的运行状态及冗余度,分别建立了换流器、直流变压器和直流断路器的马尔科夫可靠性模型.针对DG及负荷的不确定性,利用多场景技术(包括拉丁超立方抽样、结合Nataf变换的Cholesky分解和场景削减技术)生成孤岛内源-荷典型场景,提出一种考虑孤岛持续时间的孤岛形成概率计算方法,结合DG供电情况及孤岛形成概率对最小路法进行改进,采用改进后的最小路法计算直流配电网可靠性指标.通过算例验证了所提方法的有效性,对比了DG接入前后负荷点及系统的可靠性指标.     

基于保护配置现状的智能配电网大功率缺额孤岛自愈方案

分布式电源(DG)大量接入低压配电网,在故障扰动时,系统容易进入低供电质量的孤岛失稳运行状态。当孤岛电源容量远小于负荷需求时(存在大功率缺额),通过改进保护配合方案实现孤岛自动恢复正常运行状态是关键。基于低压配电网低频减载装置与备自投装置的配置现状,区别于传统整定方案,提出了一种零增加电网投资的智能配电网孤岛自愈方案。方案以优先保证机组安全为目标,通过改进定值整定方案,实现机组安全最优的目标,保证了供电负荷零损失自动并网运行,通过实际电网故障案例仿真分析表明,提出方案提高了供电可靠性、避免了分布式电源机组失稳运行,具有较大的工程应用价值,已在江苏某地区电网实际投入运行。     

考虑光储可持续带载能力的配电网可靠性分析

建立不同天气类型下的光伏出力时序模型,并提出光伏可信出力在线计算方法。通过定义持续带载功率裕度和持续带载能量裕度指标衡量光储系统可持续带载能力,据此提出含光储微电网的动态孤岛划分策略。考虑光伏出力和负荷需求的波动性,对基于蒙特卡罗模拟的配电网可靠性评估算法进行改进。最后对RBTS Bus6配电系统进行可靠性评估,算例结果表明考虑光储可持续带载能力的配电网动态孤岛划分策略能保证微网内重要负荷的持续稳定运行,提高配电网可靠性。     

基于多场景技术的有源配电网可靠性评估

集成了风电等分布式电源和储能系统的配电网称为有源配电网。为了提高考虑风电随机性的有源配电网可靠性评估的计算效率,同时最大程度地拟合风电出力的随机性特点,建立了基于拉丁超立方抽样和场景削减技术的风电可靠性评估模型,并提出一种系统化的有源配电网可靠性评估方法。对于有源配电网,主网发生故障后,配电网的部分可以形成微电网孤网运行。当处于微电网运行状态时,考虑在每一种风电功率场景下,微电网内负荷和发电是否均衡,并在发电不足时执行切负荷策略,得到了微电网内负荷点被切除的概率,然后基于孤岛形成概率,运用全概率公式得到了配电网负荷点的可靠性指标和系统的可靠性指标,并在改进的IEEE RBTS算例系统上进行仿真。该算法能够综合考虑风电可靠性模型的计算效率和准确性2个方面,算例结果表明,风机加入配电网能够有效提高相应微电网的可靠性水平。     

考虑分布式电源特性的配电网保护与安全自动装置配合方案

随着分布式电源(DG)的大量接入,为保证系统发生故障时有效提高DG利用率和供电可靠性,在DG足够支持部分当地负荷时,允许其孤岛运行,故障隔离后再恢复并网运行。提出了一套考虑孤岛形成动态过程的配电网系统保护方案。根据DG容量及接入位置,决定其是否允许孤岛运行并采用不同的保护策略,借助于保护与安全自动装置的协调配合完成故障隔离与孤岛划分。     

计及控制方式的孤岛微网供电可靠性评估

孤岛微网供电可靠性指标表征微网向用户提供持续供电的能力,掌握可靠性指标就可以对孤岛微网进行可靠性评价。为了分析不同控制方式对可靠性的影响,制定了3种控制方式;建立了风光功率时序模型和蓄电池两池模型(Kinetic Battery Model,KiBaM);分析了元件故障对微网运行状态的影响和基于位置及重要程度的负荷削减方法;采用序贯蒙特卡洛模拟方法抽样元件状态,确定故障元件;综合考虑电源出力的随机性、控制方式、元件故障、负荷削减方法和网架结构,提出了孤岛微网供电可靠性评估算法。最后,以一网架结构简单的微网为例,对其进行供电可靠性评估,算例结果证明了所提出算法的正确性。