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。     

基于系统短期时序状态转移抽样法的孤岛运行微电网可靠性评估

孤岛运行微电网完全利用自身的分布式电源(DG)和储能装置满足微电网内负荷的供电需求,因此有必要对其进行充裕度可靠性评估。本文针对孤岛运行微电网未来短期可靠性具有时变性,及可靠性评估解析法难以获得故障持续时间信息的问题,提出一种孤岛运行微电网短期可靠性评估的模拟法。首先,提出系统短期时序状态转移抽样法,以获得微电网时序系统状态;再建立考虑控制策略的DG装置出力模型,并计及故障解列、孤岛系统切负荷及静态安全约束的影响进行孤岛运行微电网短期可靠性评估,得到包括负荷点平均停电时间在内的短期可靠性指标值。算例系统的短期可靠性评估结果及分析验证了所提方法的正确性和有效性,具有一定的工程应用价值。     

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。     

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。     

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。     

孤岛运行模式下的低压微电网控制策略

根据分布式电源的分散性、间歇性等特点以及用电负荷的不同等级,需采用多种分布式电源之间的协同控制策略保障孤岛运行模式下的微电网安全稳定运行。本文采用了主从控制方式对多微源低压微电网进行控制,以提高微电网的供电可靠性。微电网孤岛运行下,源荷平衡策略首先保证重要负荷不断电运行;其次,在微源状态允许的情况下,尽量保证负荷少停电。使用Matlab建立仿真模型,通过对孤岛模式下投切负荷等情况进行仿真分析,验证了低压孤岛微电网下所设计控制策略的可靠性及有效性。     

基于故障树蒙特卡洛模拟法的孤岛微电网薄弱环节识别

为增强微电网风险评估工作的针对性,采用故障树蒙特卡洛模拟法对孤岛微电网的薄弱环节进行识别。以网内不同用户供电中断为顶事件建立各用户的故障树模型,通过蒙特卡洛模拟法随机抽样建立孤岛微电网的两状态模型。从元件重要度和网络风险重要度2个方面,建立微电网薄弱环节重要度指标体系。对某典型低压孤岛微电网的薄弱环节进行识别,评估孤岛微电网的可靠运行能力,算例结果验证了所提方法的合理性。结果表明,柴油机和逆变器是该算例微电网的薄弱环节,降低其故障率有利于降低微电网的风险水平。     

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。     

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。     

基于Sobol’法的孤岛微电网潮流全局灵敏度分析

随着可再生能源发电在微电网中的渗透率不断提高,微电网运行的不确定性显著增加,有必要准确评估输入变量对微电网状态的影响,以提高系统的运行控制水平。计及孤岛微电网中分布式电源和负荷的不确定性,基于有功—频率/无功—电压的下垂控制策略,构建了综合控制下的孤岛微电网概率潮流计算模型,并采用具有鲁棒性的自适应LM(Levenberg-Marquardt)算法进行求解。在此基础上,针对系统状态的不确定性,基于Sobol’全局灵敏度理论,建立了一种考虑源荷不确定性的孤岛微电网概率潮流灵敏度分析法,用于辨识影响系统状态的关键因素。通过对有多台分布式电源接入的33节点孤岛交流微电网系统进行仿真,获得了各输入变量的一阶灵敏度和总灵敏度,分析了输入变量对系统状态的影响,验证了所提方法的有效性。     

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。     

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。     

兼顾可靠性与经济性的孤岛型光储微电网容量配置方法

可靠性和经济性是孤岛型光储微电网容量配置的2个重要参照,但不能同时最优.为协调二者矛盾,提出了一种兼顾可靠性与经济性的孤岛型光储微电网容量配置方法.该方法针对概率类、频率及持续时间类指标,从容量及功率角度进行了可靠性评估与经济性分析,对比研究了不同负荷点接入光储微电网的配置方案.结果表明:一定储能配置方案下,光伏容量的...     

计及运行策略的微电网可靠性评估

因负荷和新能源出力的波动性,微电网运行状态随时间变化,在进行微电网可靠性评估时应计及运行状态的时变性。推导了不同运行状态下微电网可靠性参数的解析表达式,建立一种微电网可靠性评估模型,准确计及了运行状态间的转移特性。应用RBTS-BUS6算例验证了模型的有效性和实用性。算例分析表明：柴油发电机持续出力的策略能更好地改善微电网可靠性,对外网负荷点的影响更大;但柴油发电机作为备用的策略具有更好的环境和经济效益;增加微电网内储能电池的最大放电功率能有效提高微电网可靠性。     

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。     

微电网控制策略研究

微电网可提高供电可靠性,改善电能质量,与大电网并列运行还可实现消峰填谷,提高负荷效率,实现经济运行。给出了微电网的定义及其结构示意图,探讨了微电网系统中不同逆变型分布式电源采用的恒功率控制、恒压恒频控制、下垂控制等控制方法,及主从控制、对等控制、分层控制等微电网的整体控制策略,并对微电网控制系统的未来发展趋势进行了展望。     

基于逆变器下垂控制的微电网动态性能分析

微电网采用下垂控制可以提高系统运行的可靠性和灵活性,易于实现分布式电源和负荷的"即插即用"。建立了基于逆变器下垂控制的微电网孤岛运行的动态模型,并举一案例,分析了微电网状态矩阵的特征根与逆变器控制参数和网络参数的灵敏度关系,以及P-f、Q-V下垂系数与微电网稳定性的关系,并研究了逆变器控制参数和网络参数对不平衡负荷功率分配的影响。     

计及微电源调节死区的孤岛微电网概率潮流计算

孤岛微电网由于缺乏主网支撑,在电源及负荷具有不确定性的情况下,其频率与电压易出现波动。概率潮流计算是用于分析系统运行状态不确定性的有效工具,本文提出一种计及微电源调节死区的孤岛微电网概率潮流计算方法,体现了微电源调节死区对微电网运行状态的影响,提出了计及调节死区的潮流求解步骤,并基于拉丁超立方采样方法计算孤岛微电网的概率潮流。算例结果表明,本文方法能够反映微电源的调节死区对潮流的影响情况,同时具有较为满意的精度与计算速度,可应用于在线分析。     

计及微电源调节死区的孤岛微电网概率潮流计算

孤岛微电网由于缺乏主网支撑,在电源及负荷具有不确定性的情况下,其频率与电压易出现波动。概率潮流计算是用于分析系统运行状态不确定性的有效工具,本文提出一种计及微电源调节死区的孤岛微电网概率潮流计算方法,体现了微电源调节死区对微电网运行状态的影响,提出了计及调节死区的潮流求解步骤,并基于拉丁超立方采样方法计算孤岛微电网的概率潮流。算例结果表明,本文方法能够反映微电源的调节死区对潮流的影响情况,同时具有较为满意的精度与计算速度,可应用于在线分析。