基于时序蒙特卡洛模拟的微电网可靠性分析

摘要

微电网作为智能电网的重要组成部分,可灵活高效地利用分布式电源及储能设备,但是,其在带来节能环保的同时也带来一系列运行和控制等方面的问题。同时,这些灵活的运行方式和复杂的运行特性也给微电网的可靠性评估带来挑战。本文通过建立风电机组时序出力模型、储能时序充放电模型和微电网元件两状态模型,基于时序蒙特卡洛模拟法分别对孤岛型微电网和并网型微电网进行可靠性分析。
　　分析孤岛型微电网的可靠性评估特性,对系统孤岛时序运行状态进行模拟,提出孤岛模式的负荷削减策略和储能运行策略。计及微电网元件状态、外界环境影响及分布式电源运行特性等因素,分析了孤岛型微电网的可靠性评估特性;负荷削减策略综合考虑了负荷重要程度及位置两方面因素,体现了微电网重要用户的用电需求;从储能平滑风电机组出力、计及风能渗透率约束以及最大程度避免负荷削减的角度,研究了孤岛型微电网中储能的三种运行策略。结果表明:计及可靠性评估特性的算法可较为准确地评估孤岛型微电网的供电能力,孤岛模式的负荷削减策略和储能运行策略对系统及负荷的可靠性影响较大。
　　分析并网型微电网中并网与孤岛两种运行方式的生成过程,提出并网协调控制策略和新的微电网可靠性指标。计及并网型微电网元件的故障影响范围,基于网络遍历搜索分析了并网和孤岛两种运行方式的生成过程;基于外网和微电网的出力模式,提出了并网运行方式的协调控制策略;针对不同运行方式的切换和微电网的运行特性,提出了孤岛平均首次持续运行时间和运行稳定率可靠性指标以评估其供电能力。结果表明:微电网的接入能有效提高配电系统的可靠性,计及并网协调控制策略和不同运行方式的切换对并网型微电网的可靠性评估有重大价值。
　　在微电网可靠性分析的基础上,计及风速、负荷、风能渗透率和储能容量等因素的变化对孤岛型微电网的系统可靠性指标进行灵敏度分析;研究并网型微电网可靠性指标随储能容量和储能故障率的变化规律;最后分析微电源不同接入位置对配电系统可靠性的影响。结果表明:随着风速的增加、负荷水平的降低、风能渗透率的提高和储能容量的增大,孤岛型微电网可靠性改善明显;随着储能容量的增加和故障率的降低,并网型微电网可靠性指标逐渐提高;微电源的接入位置对配电系统可靠性有一定影响,为微电网规划提供了参考依据。