新能源环境下配电网供电可靠性评估方法研究

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随着传统石化能源的越发稀缺以及对环境的负面影响日益扩大,包含分布式电源(distributed generation,DG)和电动汽车(Electric Vehicle, EV)的智能化配电网已经成为如今人们关注和研究的热点。分布式电源以其环保、经济以及可再生的优点成为未来大力发展规划对象。电动汽车因其低石油使用量以及环保的优点也逐渐成为占据汽车市场的一席之地。但是以风力发电和光伏发电为主的分布式电源在受到地理位置、季节与天气状况的影响下具有间歇不确定性出力的特点,给配电网的可靠运行带来一定冲击。如果微网中有储能系统作为备用电源,则会抑制分布式电源输出功率的间歇性对网络可靠性带来的影响并改善配电网可靠性指标。电动汽车由于其充电时间、行驶路程以及充放电模式的不同,加上用户的日常起居习惯,其充电行为也具有一定随机性与时序性。大量电动汽车的充电行为有可能引起网络过负荷而导致其他负荷点停电,而电动汽车的放电行为可以等效为可控分布式电源对配电网可靠性起到改善作用。  针对以上包含分布式电源、储能系统以及电动汽车的配电网可靠性问题,本文主要研究内容如下:  1)含分布式电源配电网可靠性评估。根据风力发电和光伏发电的间歇性出力特性,建立分布式电源的出力概率模型,并在马尔科夫法的基础上建立了分布式电源出力多状态空间,以微网负荷点的功率需求与微电源的出力特性之间的关系建立每个负荷点的等效双状态微电源模型,结合评估传统配电网可靠性的前推回代法提出了一种计及微网中可再生清洁能源出力间歇性影响的配电网可靠性评估方法。通过改变分布式电源的种类、位置、间歇性强度等因素计算接入微电源前后的负荷点平均停电次数、平均停电时间以及微电源的平均供电持续时间、平均供电中断指标来评估分布式电源与储能系统的供电持续性以及对配电网可靠性的影响。  2)含分布式电源与储能系统配电网可靠性评估。制定微网内储能系统的充放电策略,通过马尔科夫法构建储能系统剩余可用容量的状态空间,分析负荷水平需求,分布式电源出力概率分布与储能系统剩余容量以及输出功率之间的关系,计算出微网在接入储能系统前后的配电网可靠性指标,定量比较分析储能系统充放电对配电网可靠性的影响。  3)含电动汽车的配电网可靠性评估。构建电动汽车在不同充放电模型下的概率模型以及行驶路程的概率模型,根据电动汽车充电行为的时序特性建立电动汽车的不同充放电模式在全天24个时段下的充放电功率及概率分布,提出含电动汽车的配电网可靠性评估方法。计算出电动汽车的不同充放电模式下在每个时段中的等效配电网可靠性指标以及系统综合可靠性指标,分析比较电动汽车在不同充放电模式下对配电网可靠性的影响。  在IEEE-RBTS Bus6测试系统的基础上进行验证分析,证明本文所提的含分布式电源、储能系统以及电动汽车配电网供电可靠性评估方法的可行性。表明了本文的研究成果对配电网的规划建设以及运行调度具有实际的指导意义和参考价值。
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