一种用于评估微电网运行可靠性的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于评估微电网运行可靠性的方法及系统，包括求取蒙特卡洛仿真的总抽样次数；进行抽样次数的迭代计算，获取微电网当前次抽样对应的抽样时段的可为负荷供电的总电量和负荷需求量；获得该抽样时段考虑储能装置情况下的负荷缺电时长期望值；若抽样次数不大于总抽样次数，继续进行抽样次数的迭代计算；否则，退出抽样迭代，并计算微电网可靠性分析周期内微电网的电力不足概率和负荷缺电时长期望值，对微电网运行可靠性进行评估。本发明专利技术将间歇性不可控分布式电源采用多态模型来模拟，负荷采用基于正态分布的多级负荷水平模型，适于多类型微电网的运行可靠性分析，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统可靠性分析
，具体涉及一种用于评估微电网运行可靠性的方法。
技术介绍
目前，微电网由于接入了种类各异的分布式电源(DistributedGeneration，DG)，使微电网具有不同于配电网的新特性。在微电网的可靠性分析中，认为恒定出力特性的DG其出力持续性和稳定性类似于同步发电机，仅需考虑DG的随机停运，对其停运模型可引用两状态模型(工作状态和停运状态)，DG故障停运时间适合用指数分布描述。但是，当微电网采用风力发电机或太阳能光伏发电等可再生能源对负荷进行供电时，微电网出力具有显著的随机性和间歇性，与常规电网有很大差异。另外，微电网往往含有储能设备，在电源充裕度不足时，可以给负荷进行供电，这些也让微电网的可靠性评估与常规电网的方法有所不同。因此，如何分析微电网在源、荷均具有不确定环境下的运行可靠性评估方法，成为微电网发展需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术无法对微电网进行可靠性评估的问题。本专利技术用于评估微电网运行可靠性的方法及系统，微电网内分布式电源包括可控分布式电源和不可控分布式电源两类，间歇性不可控分布式电源采用多态模型来模拟，负荷采用基于正态分布的多级负荷水平模型，能够充分体现电源和负荷双侧随机的微电网可靠性运行特性，微电网可靠性分析过程中考虑了PCC点故障情况和储能设备对可靠性的影响，适于多类型微电网的运行可靠性分析，具有良好的应用前景。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种用于评估微电网运行可靠性的方法，包括：设定微电网可靠性分析周期及每次蒙特卡洛仿真时段长度，求取蒙特卡洛仿真的总抽样次数；进行抽样次数的迭代计算，获取微电网当前次抽样对应的抽样时段的可为负荷供电的总电量和负荷需求量；获得该抽样时段考虑储能装置情况下的负荷缺电时长期望值；若抽样次数不大于总抽样次数，继续进行抽样次数的迭代计算；否则，退出抽样迭代，并计算微电网可靠性分析周期内微电网的电力不足概率和负荷缺电时长期望值，对微电网运行可靠性进行评估。前述的一种用于评估微电网运行可靠性的方法，根据公式(1)，求取蒙特卡洛仿真的总抽样次数K，K＝T/t(1)其中，T为设定的微电网可靠性分析周期；t为设定的每次蒙特卡洛仿真时段长度。前述的一种用于评估微电网运行可靠性的方法，获取微电网当前次抽样对应的抽样时段的可为负荷供电的总电量和负荷需求量，可为负荷供电的总电量，包括当前次抽样对应的抽样时段，配电网向微电网内负荷提供的容量；微电网内可控分布式电源集合内可控分布式电源向微电网内负荷提供的容量；微电网内不可控分布式电源集合内不可控分布式电源向微电网内负荷提供的容量；负荷需求量，通过采用正态分布来表征负荷的不确定性，包括得到负荷的概率密度函数和具有不确定性的负荷期望值，考虑负荷分布随机性和负荷概率密度，获得该抽样时段具有不确定性的负荷期望值，所述具有不确定性的负荷期望值为负荷水平的描述。前述的一种用于评估微电网运行可靠性的方法，当前次抽样对应的抽样时段，配电网向微电网内负荷提供的容量是基于马尔可夫链蒙特卡洛法，获得该抽样时段不可控可再生分布式电源的出力抽样，进而求取的；微电网内可控分布式电源集合内可控分布式电源向微电网内负荷提供的容量，可控分布式电源采用运行和停运两种状态模型，其最大发电输出功率由可用装机容量决定，对于第i个分布式电源，运行状态下δi＝1，停运状态下δi＝0，可控分布式电源的故障率和修复时间分布，分别由历史统计数据获得；微电网内不可控分布式电源集合内不可控分布式电源向微电网内负荷提供的容量，不可控分布式电源采用多态模型来模拟，对于第i个不可控分布式电源的期望发电功率PUCi的求取，应用马尔可夫链蒙特卡洛法确定，计算各状态发生的概率δGi以及相互间的转移率λij求取公式为，如公式(2)、公式(3)所示，其中，KG为多个不可控分布式电源聚类后间歇性输出功率状态数，TGii为输出功率停留在状态i的持续时间，TGij为输出功率由状态i转移到状态j之前，停留在状态i的总时间，fij为在微电网可靠性分析的周期内输出功率由状态i转移到状态j的次数；当前次抽样对应时段的第i个不可控分布式电源的发电期望值PUCi，根据公式(4)所示，其中，N为状态转移抽样次数，si和sj分别为不可控分布式电源的发电状态，pk-1为前一阶段不可控分布式电源的发电状态抽样值，pk为当前阶段不可控分布式电源的发电状态抽样值；En表示由状态为si转变为状态为sj的发电状态期望值；当前次抽样对应的抽样时段的可为负荷供电的总电量，通过公式(5)得到，其中，PPCC为配电网向微电网内负荷提供的容，δPCC为配电网可向微电网供电的运行状态，DGC为微电网内可控分布式电源集合，PCi为微电网内第i个可控分布式电源在δi运行状态下的最大发电输出功率，DGUC为微电网内不可控分布式电源集合，PUCi为微电网内第i个不可控分布式电源的抽样发电量。前述的一种用于评估微电网运行可靠性的方法，所述负荷的概率密度函数，如公式(6)所示，其中，f(Lk)为微电网内负荷的概率密度函数，σ为负荷水平的标准差，μi为微电网中的第i个负荷水平整体分布的均值，Lk为负荷需求量，如公式(7)所示，Lk＝Li，其中其中，ξ为(0,1)上均匀分布的随机数，I为抽样ξ负荷水平所对应的负荷水平的概率密度，Ti为第i级负荷水平，δLi为第i级负荷水平Li的概率，其通过公式(8)得到，δLj＝TLj/T(8)其中，TLj为第j级负荷水平的时间长度；T为微电网可靠性分析周期，且有其中M为负荷水平的分级数；具有不确定性的负荷期望值，如公式(9)所示，Lσ＝(3ζσ+Lk)(9)其中，Lσ为具有不确定性的负荷期望值，ζ为(-1,1)上均匀分布的随机数。前述的一种用于评估微电网运行可靠性的方法，获得该抽样时段考虑储能装置情况下的负荷缺电时长期望值，具体过程如下，通过公式(10)，计算得到负荷缺电时长期望值LOLEk，其中，Ik为当前次抽样中考虑储能装置情况下的电力不足量状态标识，可通过公式(11)得到，其中，DNSk＝max{0,Lσ-PS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于评估微电网运行可靠性的方法，其特征在于，包括：设定微电网可靠性分析周期及每次蒙特卡洛仿真时段长度，求取蒙特卡洛仿真的总抽样次数；进行抽样次数的迭代计算，获取微电网当前次抽样对应的抽样时段的可为负荷供电的总电量和负荷需求量；获得该抽样时段考虑储能装置情况下的负荷缺电时长期望值；若抽样次数不大于总抽样次数，继续进行抽样次数的迭代计算；否则，退出抽样迭代，并计算微电网可靠性分析周期内微电网的电力不足概率和负荷缺电时长期望值，对微电网运行可靠性进行评估。

【技术特征摘要】
1.一种用于评估微电网运行可靠性的方法，其特征在于，包括：设定微电网可靠性分析周期及每次蒙特卡洛仿真时段长度，求取蒙特卡洛仿真的总抽样次数；进行抽样次数的迭代计算，获取微电网当前次抽样对应的抽样时段的可为负荷供电的总电量和负荷需求量；获得该抽样时段考虑储能装置情况下的负荷缺电时长期望值；若抽样次数不大于总抽样次数，继续进行抽样次数的迭代计算；否则，退出抽样迭代，并计算微电网可靠性分析周期内微电网的电力不足概率和负荷缺电时长期望值，对微电网运行可靠性进行评估。2.根据权利要求1所述的一种用于评估微电网运行可靠性的方法，其特征在于：根据公式(1)，求取蒙特卡洛仿真的总抽样次数K，K＝T/t(1)其中，T为设定的微电网可靠性分析周期；t为设定的每次蒙特卡洛仿真时段长度。3.根据权利要求1所述的一种用于评估微电网运行可靠性的方法，其特征在于：获取微电网当前次抽样对应的抽样时段的可为负荷供电的总电量和负荷需求量，可为负荷供电的总电量，包括当前次抽样对应的抽样时段，配电网向微电网内负荷提供的容量；微电网内可控分布式电源集合内可控分布式电源向微电网内负荷提供的容量；微电网内不可控分布式电源集合内不可控分布式电源向微电网内负荷提供的容量；负荷需求量，通过采用正态分布来表征负荷的不确定性，包括得到负荷的概率密度函数和具有不确定性的负荷期望值，考虑负荷分布随机性和负荷概率密度，获得该抽样时段具有不确定性的负荷期望值，所述具有不确定性的负荷期望值为负荷水平的描述。4.根据权利要求3所述的一种用于评估微电网运行可靠性的方法，其特征在于：当前次抽样对应的抽样时段，配电网向微电网内负荷提供的容量是基于马尔可夫链蒙特卡洛法，获得该抽样时段不可控可再生分布式电源的出力抽样，进而求取的；微电网内可控分布式电源集合内可控分布式电源向微电网内负荷提供的容量，可控分布式电源采用运行和停运两种状态模型，其最大发电输出功率由可用装机容量决定，对于第i个分布式电源，运行状态下δi＝1，停运状态下δi＝0，可控分布式电源的故障率和修复时间分布，分别由历史统计数据获得；微电网内不可控分布式电源集合内不可控分布式电源向微电网内负荷提供的容量，不可控分布式电源采用多态模型来模拟，对于第i个不可控分布式电源的期望发电功率PUCi的求取，应用马尔可夫链蒙特卡洛法确定，计算各状态发生的概率δGi以及相互间的转移率λij求取公式为，如公式(2)、公式(3)所示，δGi=Σi=1KGTGii/Σj=1KGΣi=1KGTGij---(2)]]>λij=fijδGi---(3)]]>其中，KG为多个不可控分布式电源聚类后间歇性输出功率状态数，TGii为输出功率停留在状态i的持续时间，TGij为输出功率由状态i转移到状态j之前，停留在状态i的总时间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国城，刘澄，张晓燕，李哲，赵景涛，张敏，杨文，王辉，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国家电网公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，国网江苏省电力公司，国网江苏省电力公司电力科学研究院，南京南瑞集团公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32