【摘 要】
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在全球能源利用向清洁低碳、安全高效转型的大背景下,分布式电源大规模参与到配电网的运行之中,但是机遇与挑战并存,一方面可以降低电网运行成本,有益于节能减排;另一方面其间歇性和波动性可能会威胁电网安全运行。储能系统、主动控制的应用能优化配电网运行状态,使其更加灵活可控。然而,目前对于主动配电网的可靠性研究开展较少,并且多集中于中长期的可靠性计算,缺乏考虑设备故障率在多维风险因素下的动态特性以及开关控制
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在全球能源利用向清洁低碳、安全高效转型的大背景下,分布式电源大规模参与到配电网的运行之中,但是机遇与挑战并存,一方面可以降低电网运行成本,有益于节能减排;另一方面其间歇性和波动性可能会威胁电网安全运行。储能系统、主动控制的应用能优化配电网运行状态,使其更加灵活可控。然而,目前对于主动配电网的可靠性研究开展较少,并且多集中于中长期的可靠性计算,缺乏考虑设备故障率在多维风险因素下的动态特性以及开关控制信息失效与否对于配电网不同用户可靠性的影响。基于以上背景,本文对设备多元动态故障率建模以及在信息失效影响下计及源荷不确定性的可靠性快速计算方法展开研究。研究内容具体包括:（1）本文根据分布式电源出力、储能运行策略和负荷特性,建立了配电网多态不确定性全时序仿真模型。分析了如何量化系统的可靠性,为接下来章节的研究奠定了理论基础。（2）本文为差异化设备故障率,以数据驱动和模糊理论为基础,结合设备状态评估和具有线性衰减特性的役龄回退模型,建立了基于改进役龄和因子修正的设备动态故障率模型。模型能够全面量化内外部强相关风险因素,同时适应短期和中长期时间尺度。（3）本文针对模拟法耗时长收敛性差,解析法难以处理故障时的动态过程,提出了一种新的配电网可靠性快速计算方法。首先,利用麻雀搜索算法优化K-means提取源-荷-率三维典型场景;其次,在利用改进最小路法计算可靠性指标时,修正了支路向上等效时故障下游区域的等效平均停电持续时间;最后计及负荷转供率,建立了典型场景下普通用户和可转供用户的可靠性计算解析模型,从而形成了兼顾不确定性与计算效率的配电网可靠性快速计算方法。（4）算例分析验证本文的动态故障率模型和可靠性计算方法。首先,利用Levenberg-Marquardt进行故障率模型参数估计,展现多维风险因素对设备故障率的影响,验证了模型的有效性和灵活性。其次,基于改进的IEEE RBTS BUS6系统中F4馈线,利用提取的源-荷-率典型场景,对比分析各情况对配电网可靠性的影响,验证了本文的可靠性计算方法具有较好的可行性和实用性,为未来主动配电网的优化调度提供支撑。
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