計及運行條件的微電網可靠性評估策略研究

《計及運行條件的微電網可靠性評估策略研究》是依託同濟大學，由許旭鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：計及運行條件的微電網可靠性評估策略研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：許旭鋒
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

微電網是智慧型電網的重要組成部分，也是未來電力系統的發展方向之一。具備孤島運行能力的微電網能夠提高對用戶的供電可靠性，是當前吸引微電網投資的重要動力之一。然而，微電網保護存在的相關問題可能會弱化這一可靠性收益；同時，微電網運行環境複雜，易遭受短路等故障；傳統年度化的平均值指標也無法全面地衡量各時段的可靠性水平。本項目將從微電網保護、氣象環境及不可預期故障這三種運行條件對包含多種天氣相依微型電源的微電網展開可靠性評估研究。本項目將建立元件短時停運率模型以計及保護動作的影響，將利用拉丁超立方採樣技術處理氣象因素，將採用多場景技術分析不可預期故障。通過理論分析和仿真研究，預期成果包括：構建完善的微電網可靠性測試算例；初步建立包括運行充裕性和運行安全性的微電網運行可靠性指標體系，並提出相應的評估方法；從改善供電可靠性角度對微電網保護參數的設定提出若干建議。

結題摘要

微電網是一種由負荷和微型電源共同組成的系統，通過電力電子技術實現微型電源的能量轉換及控制。基於微電網自身的特點，本項目著重對微電網運行可靠性的若干難點展開研究。 本項目從分析微電網保護、氣象環境及電力電子器件等運行條件入手，對包含多種天氣相依微型電源的微電網展開了可靠性評估的研究。微電網保護方面，提出了虛擬保護整定值概念，為保護元件建立了運行條件相依的動作機率模型，分析了網內饋線的短時停運率模型，提出了故障發生後的啟發式負荷恢復算法，並從可靠性與安全性兩方面提出了若干微電網運行可靠性新指標，建立了一種計及保護影響的微電網運行可靠性評估新方法，算例仿真結果顯示了保護對運行可靠性的影響，項目成果能夠為微電網保護參數設定提供若干建議和指導，可套用於微電網保護原理及保護方案的最佳化；為了考慮保護隨機性不確定事件和模糊性不確定事件對可靠性評估的影響，進一步提出了模糊虛擬整定值概念，構建了包含系統、饋線、負荷三層次的模糊可靠性指標體系，基於模糊仿真獲得的微電網模糊可靠性指標能夠更加適應不確定運行條件的影響。本項目還量化了氣象因素對微電網運行狀態的影響，建立了各類微電源出力與風速、光照強度、溫度等氣象參數間的數學表達式，將拉丁超立方採樣方法套用於處理氣象因素隨機性，同時結合格線法與後向場景削減算法削減採樣場景數目，這一方法得以通過仿真實現了對微電網運行狀態的高效地及精確地還原。基於儲能裝置作為微電網一類不可或缺設備，本項目亦分析了它在微電網中的角色和影響，建立了計及運行條件的儲能裝置充放電模型，通過序貫蒙特卡洛仿真實現了計及儲能裝置控制策略的微電網可靠性評估；通過多目標粒子群算法確定了儲能協調運行的最佳化方案，並將仿真結果套用在指導微電網的安全運行。整體而言，本項目採用從元件到系統的研究方法，通過研究元件層面的運行條件相依短時停運率模型，繼而探索計及運行條件的微電網運行可靠性策略。