基於多狀態模型的含微網的配電系統可靠性評估

《基於多狀態模型的含微網的配電系統可靠性評估》是依託中國農業大學，由唐巍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於多狀態模型的含微網的配電系統可靠性評估
• 依託單位：中國農業大學
• 項目負責人：唐巍
• 項目類別：面上項目

項目摘要

由於能源、氣候、環保需求，分散式電源接入配電網已成必然趨勢，微網技術是消納分散式發電的有效手段，含微網的配電系統將成為未來智慧型電網的重要形態特徵，對其進行精確快速的可靠性定量評估是迫切需要解決的技術難題。本文考慮微網中分散式電源和負荷的的多樣性、不確定性，研究風力發電、光伏發電、熱負荷、電力負荷等連續隨機變數離散化的最佳化方法，建立其多狀態可靠性建模，並利用Coupla函式進行相關性表達；以分散式電源和負荷多狀態可靠性模型為基礎，利用多狀態系統通用生成函式、Markov狀態轉移技術，結合儲能元件功率調節，建立孤島微網和併網微網的多狀態可靠性等效模型；研究含微網的配電系統拓撲分析方法，基於微網等效和圖論可達性分析，考慮故障時孤島微網供電及併網微網協助負荷轉供，提出含微網的配電系統可靠性分解協調快速評估方法，通過典型算例仿真與方法比較分析驗證所提出模型和方法的有效性。

結題摘要

微網技術是消納風力、光伏分散式發電的有效手段，含微網的配電系統將成為未來智慧型電網重要形態特徵，對其進行精確快速的可靠性評估是迫切需要解決的技術難題。針對風力、光伏分散式電源功率模擬的需求，提出了風速、光照隨機變數機率密度函式建模方法，該方法以均值、方差、偏度、峭度、信息熵等高階統計量偏差最小為準則，建立風速分布參數k和尺度係數c、光照強度形狀參數α、β的最佳化模型，採用遺傳算法進行模型求解。考慮風力、光伏及負荷的相關性，提出了根據曲線距離和Kendall相關係數的Copula函式優選方法，提出了基於Copula理論的聯合相關抽樣法。考慮設備組成、結構布局、連線方式、能源轉換特性以及自然資源的不確定性，提出了風力、光伏發電系統多狀態可靠性建模方法。基於通過生成函式法和馬爾科夫狀態轉移技術，提出了微網淨功率多狀態等值建模方法。採用合併同類項法、比例均攤法、K-means聚類法的組合狀態削減技術，有效避免了微網多狀態建模過程中通用生成函式運算產生的狀態爆炸。針對可再生能源隨機波動對自治微網旋轉備用容量的要求，提出了自治微網旋轉備用機率預測充裕性評估方法，採用機率性指標電量不足期望(EENS)和電量過剩期望(EENU)作為系統旋轉備用充裕性的評估指標，給出了自治微網旋轉備用機率預測充裕性評估流程。將含微網的配電網可靠性評估指標體系從“節點-系統”擴展到“節點-分區-系統”，根據“微網自治孤島、微網聯合孤島、微網協助轉供”提出評估指標。針對蒙特卡洛模擬法可靠性評估耗時過長的問題，建立了同時反映運行狀態及荷電狀態的儲能多狀態建模，採用多狀態孤島後果分析法評估孤島微網的負荷停電狀態，根據可達性分析和微網多狀態等值提出了適用於含微網配電系統的可靠性的快速高精度評估算法。通過本課題的研究，形成了微網多狀態建模及基於多狀態模型的含微網配電系統可靠性評估理論與技術體系。