配电系统用户感知可靠性评估理论与方法

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配电系统可靠性评估是配电系统分析的重要内容,是配电系统优化规划和运行的重要分析手段。智能配电网的深入发展和电力市场化改革的深入,对配电系统可靠性提出了新要求,可靠性评估的作用也越来越受到重视。在未来电力市场大背景下,用户多样化供电可靠性服务需求与供电服务需求应尽可能得到满足。而传统的可靠性评估分析方法多从系统侧入手,评估整个配电系统的可靠性水平,较少考虑用户的种类与用电特性,很少考虑不同用户对于不同停电事故的感知程度和容忍程度,因而无法准确评估用户侧感知到的供电可靠性水平。为此配电系统可靠性研究也应着重从用户侧入手,评估分析用户感知到的供电可靠性服务水平。本文从用户感知入手,针对配电系统可靠性评估指标与方法、可靠性关键元件分析辨识、用户停电经济性损失计算、基于用户感知可靠性评估的可靠性边际成本/边际效益分析等方面,开展了相关研究。主要工作如下:
  利用大量真实用电数据,考虑不同用户的用电曲线,开展了配电系统中各类用户的用电特性分析,提出了基于用电曲线相似性的用户分类方法;基于不同类型用户的用电曲线,开展了多类型用户对于可靠性供电水平的差异化需求分析;根据用户的用电曲线和对可靠性的差异化需求,提出了基于用户感知的停电事故严重性定量判别方法,并提出和阐释了“用户感知可靠性”的内涵和定义。
  考虑用户用电特性和用户对停电事故严重性的感知程度,提出了一系列基于用户感知的配电系统可靠性评估新指标,并考虑用户侧分布式电源、储能及微网接入的影响,构建了分布式电源、储能及微网的可靠性模型;采用了一种基于PCC节点等值的蒙特卡洛分析方法对配电系统用户感知可靠性相关指标进行了计算。将上述评估指标、模型和方法运用到了算例中,验证了其正确性、可行性和合理性。所提出的新的基于用户感知的可靠性评估指标体系是对现有传统可靠性评估指标体系的升级,能够更加准确地从用户侧入手反映不同用户对于系统可靠性水平的感知程度,为未来可靠性电价制定、用户多样化可靠性供电方案制定等提供基础参考。
  提出了基于用户感知的配电系统可靠性关键元件分析辨识方法。首先提出了“可靠性关键元件”及“元件可靠性重要程度”两个概念,并提出了“元件可靠性重要程度”的定量计算分析方法;接着提出了“可靠性关系曲线”的定义,并给出了元件与系统的“可靠性关系曲线”基本构建方法,以及不同元件的可靠性关系曲线的对比分析方法;然后具体针对配电系统中元件、分布式电源、储能等组成部分,提出了相对应的“可靠性关系曲线”分析方法;结合“元件可靠性重要程度”以及元件与系统的“可靠性关系曲线”,提出了配电系统可靠性关键元件的一种分析辨识方法;最后将上述概念、方法运用到算例中,验证了其合理性和可行性,为配电系统可靠性升级改造提供了有力的参考依据。
  在用户感知可靠性评估的基础上,提出了配电系统用户停电经济性损失计算方法和配电系统可靠性边际成本/边际效益分析方法。首先给出了针对单次事故和全年事故的用户停电经济性损失的计算方法;然后基于用户感知可靠性指标和用户停电损失计算,提出了配电系统可靠性边际成本/边际效益分析方法;将所提计算方法运用到了算例中,验证了其合理性和可行性,从而为未来配电系统的规划建设、可靠性升级改造、可靠性市场电价的制定等问题提供了有价值的参考。
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