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作为一种新型配电装置,多端柔性软开关(Soft Open Points,SOPs)能够快速、准确地控制自身功率流动,从而影响系统整体功率潮流分布。与联络开关仅具有开闭两种状态相比,多端SOP具有连续功率控制和潮流调节功能,有效克服了联络开关操作次数有限、故障后供电中断等问题,同时可提升系统可靠性和供电能力。现有配电网最大供电能力模型与求解方法将配电网的供电可靠性需求简化为满足刚性N-1安全准则,还需深入分析不同可靠性需求下配电网供电能力的变化趋势,进一步建立可靠性和供电能力的关联关系,进而充分挖掘配电网供电潜力。因此,随着DG和储能广泛接入有源配电网,在供电能力评估过程中引入可靠性指标作为柔性约束,寻找一种考虑可靠性的含多端SOP有源配电网供电能力求解与描述方法,量化多端SOP对有源配电网可靠性与供电能力的提升作用,实现含多端SOP有源配电网可靠性与供电能力的综合评估,将更具应用价值。
为此,针对当前尚且缺乏具体度量手段量化多端SOP的配置成效问题,本文提出了考虑可靠性的含多端SOP有源配电网供电能力评估方法,以期充分挖掘配电网的供电潜力。具体解决方案如下:
首先,从电力电子元件的角度研究了多端SOP的拓扑结构,基于多种典型复杂配电网接线模式建立了含多端SOP有源配电网组网模式及其运行方式,分析了多端SOP在配电网正常运行和故障恢复过程中的控制模式。
其次,结合馈线分区理念,研究了多端SOP对配电网故障后不同馈线分区停电时间的影响,构建了含多端SOP有源配电网的故障模式影响分析模型以及故障后负荷削减与转供模型,并基于准序贯蒙特卡洛模拟法提出了可靠性评估方法,量化了多端SOP对配电网可靠性的提升作用。
再次,基于多端SOP的连续潮流调节能力,研究了多端SOP对供电能力的影响,以可靠性为主要约束,构建了含多端SOP有源配电网供电能力评估模型,利用遗传算法对供电能力评估模型进行了求解,量化了多端SOP在不同可靠性需求下对供电能力的提升作用,挖掘了网络供电潜力。
最后,通过算例验证了所提方法的有效性和实用性,结果表明:(1)多端SOP取代传统联络开关后,将影响不同馈线分区在故障后的失电/供电状态,以及增加故障后可提供转供支撑的联络馈线数目,从而降低馈线分区的停电时间,提高有源配电网的可靠性;(2)降低网络可靠性指标可以实现供电能力的显著优化。并且,在相同可靠性需求下,多端SOP有效提升有源配电网供电能力,从而释放供电潜力,发挥电网的资产利用效能。
为此,针对当前尚且缺乏具体度量手段量化多端SOP的配置成效问题,本文提出了考虑可靠性的含多端SOP有源配电网供电能力评估方法,以期充分挖掘配电网的供电潜力。具体解决方案如下:
首先,从电力电子元件的角度研究了多端SOP的拓扑结构,基于多种典型复杂配电网接线模式建立了含多端SOP有源配电网组网模式及其运行方式,分析了多端SOP在配电网正常运行和故障恢复过程中的控制模式。
其次,结合馈线分区理念,研究了多端SOP对配电网故障后不同馈线分区停电时间的影响,构建了含多端SOP有源配电网的故障模式影响分析模型以及故障后负荷削减与转供模型,并基于准序贯蒙特卡洛模拟法提出了可靠性评估方法,量化了多端SOP对配电网可靠性的提升作用。
再次,基于多端SOP的连续潮流调节能力,研究了多端SOP对供电能力的影响,以可靠性为主要约束,构建了含多端SOP有源配电网供电能力评估模型,利用遗传算法对供电能力评估模型进行了求解,量化了多端SOP在不同可靠性需求下对供电能力的提升作用,挖掘了网络供电潜力。
最后,通过算例验证了所提方法的有效性和实用性,结果表明:(1)多端SOP取代传统联络开关后,将影响不同馈线分区在故障后的失电/供电状态,以及增加故障后可提供转供支撑的联络馈线数目,从而降低馈线分区的停电时间,提高有源配电网的可靠性;(2)降低网络可靠性指标可以实现供电能力的显著优化。并且,在相同可靠性需求下,多端SOP有效提升有源配电网供电能力,从而释放供电潜力,发挥电网的资产利用效能。