考虑概率生存时间的微网群孤网划分研究

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随着大规模分布式电源(Distributed Generation,DG)接入配电网,在缓解能源压力的同时,也为配电网运行带来了机遇与挑战。当配网中发生大面积故障脱离主网时,可以利用分布式电源形成小型电力系统孤岛为失电负荷恢复供电。然而DG发电功率的波动性会影响配电网运行可靠性。另外在当前对配电网故障恢复的研究中,通常忽略或近似处理孤岛运行时长,这种处理方式可能会错误评估孤岛实际运行时间,从而导致不合理的规划。最后,传统的孤岛划分方法并没有考虑孤岛实际运行时间的需求,一旦功率失衡将弃风、弃光或削减负荷,这样会影响孤岛运行的稳定性和可靠性。因此针对以上问题,本文主要研究含微网群的配电网故障后的孤岛运行情况,首先将不确定性因素考虑到配电网的运行、优化等环节,然后提出了考虑不确定因素的孤岛最大概率生存时间评估方法,以及提出了考虑微网群概率生存时间的孤网划分方法等。主要研究内容如下:首先,为了精准刻画风、光出力的随机性与波动性特征,本文采用了一种基于分层抽样法和场景缩减理论的场景生成方法。即基于拉丁超立方抽样法生成初始样本矩阵,然后考虑随机变量的相关性,对样本矩阵重新排序,最后基于同步回代消除缩减法将初始样本集缩减至所需的场景数目,得到最终的源-荷出力场景及该场景发生的概率。并仿真验证了该方法可以有效的模拟源-荷功率的日变化,并将该法用于后续的孤岛系统运行评估中。其次,当配电网线路发生多处随机故障的极端情况时,针对传统方法错误估计孤岛运行时长的问题,提出了一种在主动配电网优化下的孤岛最大概率生存时间的评估方法,当配电网中的任意几条线路发生故障时,通过优化微型燃气轮机(Micro Turbine,MT)与储能装置的出力,求得当前随机孤岛的最大概率生存时间,同时量化了MT容量与储能装置对孤岛概率生存时间的影响。最后,针对传统孤岛划分方法没有考虑孤岛实际运行时长的需求的问题,提出了一种考虑微网群概率生存时间的孤网划分方法。外层以最大加权供电时长为目标函数,考虑线路结构约束进行孤岛划分;内层考虑电网运行安全约束等,并采用粒子群优化算法,求解得到最优划分结果。最后通过静态孤岛划分、动态多时段划分以及多处线路故障的算例对比分析,证明了考虑孤岛运行概率生存时间的微网群孤网划分方法更能实现最优的供电恢复情况。
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