一种含柔性软开关的有源配电网供电可靠性评估方法技术

一种含柔性软开关的有源配电网供电可靠性评估方法：设定有源配电网可靠性评估的模拟年数，抽样产生有源配电网的元件在模拟年数内的无故障运行时间和故障修复时间；确定有源配电网中各最小隔离区的类型和在故障期间的运行状态；统计有源配电网中元件故障期间各负荷点的停电时间；判断模拟时钟是否达到模拟年数，未达到则重复上述过程，达到则模拟过程结束，统计各个模拟年的可靠性指标，进而计算系统的平均供电可用度。本发明专利技术能够考虑大量间歇性分布式电源的接入，调节柔性软开关的运行控制方式，从而提升有源配电网的供电可靠性。能够为现有配电网运行效率的提高提供支撑，有利于提升城市配电网运行的管理水平，促进城市配电网的合理发展。

【技术实现步骤摘要】
一种含柔性软开关的有源配电网供电可靠性评估方法
本专利技术涉及一种城网评估方法。特别是涉及一种适用于公共机构城市配电网评估的含柔性软开关的有源配电网供电可靠性评估方法。
技术介绍
配电网作为电能生产、传输和使用的重要环节，是联系用户与发、输电系统的纽带。配电网承担着将电能从电源或输电网传输到不同电压等级用户的重要任务，直接与用户相连，对供电可靠性影响较大。据电力公司的统计，80％的用户停电事故是由配电系统故障引起的。因此，准确快速地进行配电网可靠性评估十分重要。而在分布式电源，尤其是间歇性分布式电源大量接入配电网后，因其运行特性受环境影响较大且具有明显的随机性和波动性，会给配电网带来诸多问题，如电压越限、网络阻塞，从而影响有源配电网供电可靠性。因此，提升有源配电网的供电可靠性对提高有源配电网的运行水平具有重要的意义。而传统配电网中的供电可靠性提升手段有限，难以应对大量间歇性分布式电源的接入。柔性软开关(Softopenpoint,SOP)是在上述背景下衍生出的取代传统联络开关的一种新型智能配电装置。与传统联络开关操作相比，SOP能够灵活地交换有功功率和补偿无功功率，甚至可以实时对网络潮流进行控制，有利于解决大量间歇性分布式电源的接入带来的供电可靠性问题。同时，SOP也给传统配电网的运行方式以及故障转供模式发生了很大变化。因此，研究含SOP的有源配电网供电可靠性评估方法具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能够提升有源配电网的供电可靠性的含SOP的有源配电网供电可靠性评估方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种含柔性软开关的有源配电网供电可靠性评估方法，包括如下步骤：1)设定有源配电网可靠性评估的模拟年数，抽样产生有源配电网的元件在模拟年数内的无故障运行时间和故障修复时间；2)确定有源配电网中各最小隔离区的类型和在故障期间的运行状态；3)统计有源配电网中元件故障期间各负荷点的停电时间，对故障元件抽样新的运行时间TTTFnew，将故障元件的无故障运行时间更新为TTTFmin+TTTR+TTTFnew，判断模拟时钟是否跨年，未跨年则将统计的负荷点停电时间累加到当年负荷点年停电时间Ux中；跨年则采用可靠性指标计算公式计算系统的年可靠性指标，并将Ux清零；可靠性指标计算公式如下：式中，T为在规定时间内的需电小时数；Ux为负荷点x的年停运时间；Ny为负荷点y的用户数；Nx为负荷点x的用户数；设定初始用户数为1；p为系统总负荷点数；Es表示系统可靠性目标。4)判断模拟时钟是否达到模拟年数，未达到则返回步骤1，达到则模拟过程结束，统计各个模拟年的可靠性指标，进而计算系统的平均供电可用度。步骤1)包括：设定有源配电网中在模拟年数内共有m个元件，模拟初始时刻所有元件均工作于正常状态，根据故障转移率λ随机产生m个元件的无故障运行时间TTTF，找出最小的无故障运行时间TTTFmin，将最小的无故障运行时间TTTFmin对应的元件作为故障元件，根据修复转移率μ随机产生所述故障元件的故障修复时间TTTR，并设定所述故障元件的故障隔离时间，将模拟时钟推进到TTTFmin+TTTR。步骤2)包括：确定有源配电网中各最小隔离区的类型，直接确定故障区、正常区以及上游隔离区内负荷点的停电时间，其余区域中处于孤岛运行的区域，根据元件故障模型，采用非序贯蒙特卡罗方法抽样有源配电网中电源元件的运行状态，得到实时负荷值，蓄电池充放电功率序列以及光伏出力序列，进而根据负荷削减模型计算孤岛运行的区域内各负荷点的停电时间；对于需要联络转供的区域，采用非序贯蒙特卡罗方法抽样待转供与联络区域中电源元件的运行状态、实时出力以及实时负荷值，并结合联络馈线的负载率约束，以最小隔离区为单位进行负荷转供。所述的有源配电网中各最小隔离区的类型包括有：故障区：在故障发生时刻到故障修复时刻一直失电的最小隔离区；正常区：在故障发生时刻到故障修复时刻一直正常供电的最小隔离区；上游隔离区：在故障发生时刻到故障完成隔离的时刻失电，在故障完成隔离的时刻到故障修复时刻正常供电的最小隔离区；上游无缝孤岛区：在故障发生时刻到故障完成隔离的时刻孤岛运行，在故障完成隔离的时刻到故障修复时刻正常供电的最小隔离区；下游无缝孤岛区：在故障发生时刻到故障完成隔离的时刻孤岛运行，在故障完成隔离的时刻到故障修复时刻孤岛运行的最小隔离区；下游隔离孤岛区：在故障发生时刻到故障完成隔离的时刻失电，在故障完成隔离的时刻到故障修复时刻孤岛运行的最小隔离区；下游无缝孤岛联络区：在故障发生时刻到故障完成隔离的时刻孤岛运行，在故障完成隔离的时刻到故障修复时刻孤岛运行的最小隔离区；下游隔离孤岛联络区：在故障发生时刻到故障完成隔离的时刻失电，在故障完成隔离的时刻到故障修复时刻孤岛运行的最小隔离区；下游隔离联络区：在故障发生时刻到故障完成隔离的时刻失电，在故障完成隔离的时刻到故障修复时刻正常供电的最小隔离区；下游孤岛联络区：在故障发生时刻到故障完成隔离的时刻孤岛运行，在故障完成隔离的时刻到故障修复时刻正常供电的最小隔离区；下游无缝联络区：在故障发生时刻到故障修复时刻一直正常供电的最小隔离区。根据负荷削减模型计算孤岛运行的区域内各负荷点的停电时间，包括：(2.1)首先给出负荷削减判定公式：式中，Pdmax(t)为t时刻孤岛内的蓄电池最大允许放电功率；PDG(t)为t时刻孤岛内的光伏总出力；Lkt(t)为t时刻第k个负荷点的实时负荷；NL为负荷点总数；X(k)为第k个负荷点在t时刻的削减状态，等于1时为保留，等于0时为削减；tst为孤岛起始时刻，tend为孤岛结束时刻；(2.2)从孤岛形成时刻开始，将每个时间阶段取为1h，每个时间阶段初始时刻设定各个负荷点均被保留，分别在每个时间阶段内判断孤岛是否满足负荷削减判定公式，若满足则需要根据负荷点的重要程度逐一进行负荷的削减，优先削减重要程度低的负荷，直至不满负荷削减判定公式为止，分别统计每个时间阶段内各负荷点的停电时间，更新蓄电池的荷电状态，直至孤岛运行阶段结束；(2.3)在故障完成隔离后进行转供，负荷转供的目标选取为转供后馈线负荷均衡度最大和转供负荷重要程度最大的目标，表示为：式中，Xl表示第l个最小隔离区的削减状态，等于1时表示未削减，等于0时表示削减；Ri表示第i条馈线负载率；Rj表示第j条馈线负载率；Li表示第i条馈线的负荷；Ci表示第i条馈线的容量；Ll表示第l个最小隔离区的负荷；n表示馈线数；d表示最小隔离区数。本专利技术的一种含柔性软开关的有源配电网供电可靠性评估方法，能够考虑大量间歇性分布式电源的接入，调节柔性软开关的运行控制方式，从而提升有源配电网的供电可靠性。能够为现有配电网运行效率的提高提供支撑，有利于提升城市配电网运行的管理水平，促进城市配电网的合理发展。附图说明图1是本专利技术一种含柔性软开关的有源配电网供电可靠性评估方法的流程图；图2是含三端口SOP和含两供一备接线架空网结构改造对比图；图3是典型馈线分区示意图；图4是某地区的实际配电网结构示意图；图5是含三端口SOP的有源配电网结构示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术的一种含柔性软开关的有源配电网供电可靠性评估方法做出详细说明。柔性软开关(SOP)的控制模式包括有正常运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含柔性软开关的有源配电网供电可靠性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：1)设定有源配电网可靠性评估的模拟年数，抽样产生有源配电网的元件在模拟年数内的无故障运行时间和故障修复时间；2)确定有源配电网中各最小隔离区的类型和在故障期间的运行状态；3)统计有源配电网中元件故障期间各负荷点的停电时间，对故障元件抽样新的运行时间TTTFnew，将故障元件的无故障运行时间更新为TTTFmin+TTTR+TTTFnew，判断模拟时钟是否跨年，未跨年则将统计的负荷点停电时间累加到当年负荷点年停电时间Ux中；跨年则采用可靠性指标计算公式计算系统的年可靠性指标，并将Ux清零；可靠性指标计算公式如下：

【技术特征摘要】
1.一种含柔性软开关的有源配电网供电可靠性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：1)设定有源配电网可靠性评估的模拟年数，抽样产生有源配电网的元件在模拟年数内的无故障运行时间和故障修复时间；2)确定有源配电网中各最小隔离区的类型和在故障期间的运行状态；3)统计有源配电网中元件故障期间各负荷点的停电时间，对故障元件抽样新的运行时间TTTFnew，将故障元件的无故障运行时间更新为TTTFmin+TTTR+TTTFnew，判断模拟时钟是否跨年，未跨年则将统计的负荷点停电时间累加到当年负荷点年停电时间Ux中；跨年则采用可靠性指标计算公式计算系统的年可靠性指标，并将Ux清零；可靠性指标计算公式如下：式中，T为在规定时间内的需电小时数；Ux为负荷点x的年停运时间；Ny为负荷点y的用户数；Nx为负荷点x的用户数；设定初始用户数为1；p为系统总负荷点数；Es表示系统可靠性目标。4)判断模拟时钟是否达到模拟年数，未达到则返回步骤1，达到则模拟过程结束，统计各个模拟年的可靠性指标，进而计算系统的平均供电可用度2.根据权利要求1所述的一种含柔性软开关的有源配电网供电可靠性评估方法，其特征在于，步骤1)包括：设定有源配电网中在模拟年数内共有m个元件，模拟初始时刻所有元件均工作于正常状态，根据故障转移率λ随机产生m个元件的无故障运行时间TTTF，找出最小的无故障运行时间TTTFmin，将最小的无故障运行时间TTTFmin对应的元件作为故障元件，根据修复转移率μ随机产生所述故障元件的故障修复时间TTTR，并设定所述故障元件的故障隔离时间，将模拟时钟推进到TTTFmin+TTTR。3.根据权利要求1所述的一种含柔性软开关的有源配电网供电可靠性评估方法，其特征在于，步骤2)包括：确定有源配电网中各最小隔离区的类型，直接确定故障区、正常区以及上游隔离区内负荷点的停电时间，其余区域中处于孤岛运行的区域，根据元件故障模型，采用非序贯蒙特卡罗方法抽样有源配电网中电源元件的运行状态，得到实时负荷值，蓄电池充放电功率序列以及光伏出力序列，进而根据负荷削减模型计算孤岛运行的区域内各负荷点的停电时间；对于需要联络转供的区域，采用非序贯蒙特卡罗方法抽样待转供与联络区域中电源元件的运行状态、实时出力以及实时负荷值，并结合联络馈线的负载率约束，以最小隔离区为单位进行负荷转供。4.根据权利要求1或3所述的一种含柔性软开关的有源配电网供电可靠性评估方法，其特征在于，所述的有源配电网中各最小隔离区的类型包括有：故障区：在故障发生时刻到故障修复时刻一直失电的最小隔离区；正常区：在故障发生时刻到故障修复时刻一直正...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海，李登武，孙旻，陈波，曾伟，何伟，黄扬琪，
申请(专利权)人：天津天电清源科技有限公司，国网江西省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：天津,12