计及储能充放电策略的新型配电网可靠性研究

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储能是以可再生能源为主体的新型配电系统重要元件,是实现我国“2030碳达峰、2060碳中和”双碳目标、能源转型、低碳可持续发展的重要途径。储能具有电源和负荷双重特性,可提供削峰填谷、平滑间歇式电源波动性、提高清洁能源消纳、调峰调频、电压稳定等多重服务。近年来,储能对提高新型电力系统供电质量和可靠性也越来越受到国内外学者的关注,但是储能对供电可靠性的贡献与其运行策略及荷电状态(SOC)分布密切相关,因此,针对储能的多重属性及其灵活运行模式对SOC的影响,本文提出一种考虑储能充放电策略的新型配电网多状态模型与供电可靠性分析方法。本文的主要工作及贡献如下:(1)建立了基于馈线分区的有源配电网可靠性评估方法。构建了配电网元件马尔科夫双状态模型。梳理了配电网可靠性评估主要指标,包括负荷侧和系统侧可靠性指标。建立了基于馈线分区的可靠性评估方法,包括馈线分区、故障模式影响分析表(FMEA)、以及孤岛划分三个方面。(2)针对储能系统对配电网可靠性的影响与其SOC分布密切相关的问题,提出了考虑充放电策略的储能系统荷电状态(SOC)分析方法。首先建立了储能系统模型,并提出三种典型的充放电策略模型:平滑风光出力,获取最大收益,和多目标(收益最大和平滑风光出力波动最小),通过仿真分析,分别构建了采用这三种典型充放电策略的储能SOC分布及其关键影响因素,提出了采用不同充放电策略的储能SOC分布函数,为后续新型配电网可靠性分析奠定了基础。(3)提出了考虑储能充放电策略的新型配电网可靠性评估方法。基于马尔科夫双态模型,建立了考虑设备可靠性的分布式能源多状态模型,该模型包括光伏、风能以及储能系统。建立考虑储能充放电策略的配电网供电可靠性分析方法,量化储能充放电策略对配电网可靠性的影响。最后利用改进IEEE RBTS测试系统进行仿真验证,对不同充放电策略对新型配电网的可靠性影响进行分析,通过可靠性指标对比,获取最大收益的储能策略对新型配电网可靠性的改善较为明显。
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