微电网充裕度可靠性评估研究

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1、学校代码10530学号201510171839分类号TM73密级公开硕士学位论文微电网充裕度可靠性评估研究学位申请人郭颖聪指导教师彭寒梅学院名称信息工程学院学科专业电气工程研究方向电力系统及其自动化二〇一八年六月六日ResearchonAdequacyReliabilityAssessmentofMicrogridCandidateGuoYing-congSupervisorPengHan-meiCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramElect

2、ricalEngineeringSpecializationPowerSystemandItsAutomationDegreeProfessionalMasterUniversityXiangtanUniversityDateJune,6th,2018湘潭大学硕士学位论文摘要在世界性能源枯竭和环境日益恶化的大背景下，微电网越来越得到国内外的认可与发展。微电网是指由分布式电源、储能系统、负荷、监控和保护装置等构成的小型发配电系统，是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。微电网是智能电网的重要组成

3、部分，可以灵活高效地利用分布式电源和储能系统，从局部上解决了分布式电源和储能系统的并网问题。但是，微电网带来环保和高效的同时也带来了一系列运行和控制问题，微电网灵活的运行方式和复杂的运行特性给其充裕度可靠性评估带来了挑战。本文计及微电网灵活的运行方式和特性，进行微电网充裕度可靠性评估研究，主要研究工作如下：1）基于蒙特卡洛模拟法的独立型微电网长期可靠性评估。分析微电网可靠性评估的特点，建立序贯蒙特卡洛模拟法和非序贯蒙特卡洛模拟法的抽样模型，以及微电网元件的可靠性模型；针对非序贯蒙特卡洛模拟法无法

4、计及储能系统的时序充放电过程的问题，提出混合蒙特卡洛模拟法。在此基础上，采用传统序贯蒙特卡洛模拟法和混合蒙特卡洛模拟法对独立型微电网进行长期可靠性评估，并仿真分析序贯蒙特卡洛模拟法和非序贯蒙特卡洛模拟法在短期可靠性评估中的适用性与存在的问题。2）基于等效节点模型的含微电网配电系统长期可靠性评估。针对微电网具有一定拓扑结构及整体接入配电系统的特点，提出基于等效节点模型的含微电网配电系统长期可靠性评估方法。在系统故障模式分区的基础上，把含微电网配电系统转化为提出的等效节点模型，以简化故障模式影响分析

5、过程；基于等效节点模型进行故障模式影响分析，得到故障模式影响结果。建立系统元件的可靠性模型，对所有非电源元件采用准序贯蒙特卡洛抽样；非电源元件故障下，只有某些负荷运行方式才对分布式电源和储能系统采用非序贯蒙特卡洛抽样，减少了系统元件总抽样次数，可提高计算效率。3）考虑静态安全约束的孤岛运行微电网短期可靠性评估。针对解析法和非序贯蒙特卡洛模拟法难以获得时序性信息，且序贯蒙特卡洛模拟法在短时间跨度内无法有效获得系统样本的问题，提出系统短期时序状态转移抽样法。该方法在短时间跨度内具有较好的适用性，可有

6、效获得短期系统的时序样本。在此基础上，考虑微电网控制策略和静态安全约束的影响对孤岛运行微电网进行短期可靠性评估，得到包括负荷点平均停电时间在内的短期可靠性指标值，具有一定工程应用价值。4）基于时变动态故障树的主从控制孤岛运行微电网短期可靠性评估。针对主从控制孤岛运行微电网短期可靠性的时变性和通信系统冗余的动态特性，提出一种基于时变动态故障树的短期可靠性评估方法。以负荷点供电中断为顶事件，将顶事I微电网充裕度可靠性评估研究件发生划分为直接事件和间接事件两类二级事件，并分开进行求解，简化了建树过程。

7、在此基础上，对各负荷点分别建立时变动态故障树并进行概率计算，得到负荷点失负荷概率和电量不足期望值指标。该方法大大提高了计算效率，具有在线应用的前景。关键词：微电网；长期可靠性评估；短期可靠性评估；等效节点模型；静态安全约束；时变动态故障树II湘潭大学硕士学位论文AbstractInthebackgroundofenergyshortageandenvironmentaldegradationnowadays,microgridshavegainedmoreandmorereceptioninth

8、eworld.Microgridisasmallpowersystemconsistingofdistributedgenerations,energystoragessystem,loads,monitoringandprotectionequipments,anditisanautonomoussystemwithself-control,self-protectionandself-management.Microgridisanimportantpartofsmartgrid.Itcan