含分布式电源的配电网可靠性评估

工作量。由于每个割集中的元件都是相互关联的，运用最小割集法时，首先要对最小割集进行确定，搜索出负荷点到电源点的供电路径。对于满足并联关系的割集内部元件，计算出并联系统的可靠性指标，公式如下：

（1）

（2）

（3）

式中：

为并联系统的年平均停电时间;

为元件Ei的年平均停电时间;

为并联系统的平均停运持续时间;

为并联系统的故障率;

为元件的平均停电持续时间。

3 基于改进最小割集法的配电网可靠性评估

本章假设在负荷总量不超过发电总量时线路的潮流不会出现过载，即认为孤岛能够形成。由于负荷也是随时间变化，考虑到计算的精度和快速性，可以用文献[4]介绍的方法，将负荷分为10个等级水平，并计算出各个负荷水平出现的概率。由于DG发电量的不确定性和负荷的随机变化性，使得在发生故障后孤岛不能总是形成，孤岛的形成具有一定的概率性。

当发生上行故障时，孤岛形成的概率用公式表示为

（4）

式中

为孤岛形成的概率;

为DG的发电量不小于某一负荷水平的累积概率;

为负荷在某一水平的概率;

为DG的故障率。

因此，由全概率公式可以得到，孤岛内负荷点LP的可靠性指标计算公式为：

（5）

（6）

10

式中

为孤岛范围内的负荷点的故障率;

为孤岛范围内的负荷点每次故障平均停电持续时间;

为孤岛范围内的负荷点年平均停电时间;

为配电网不带DG时负荷点的故障率;

为配电网不带DG时负荷点的年平均停运时间;

为配电网带DG且孤岛能够形成时岛内负荷点的故障率;

为配电网带DG且孤岛能够形成时岛内负荷点的年平均停运时间。

对于孤岛外的负荷点，由于没有DG继续为其供电，因此可以按照传统配电网最小割集评估方法进行计算。

4 算例分析

4.1 算例

以IEEE-RBTSBus6系统主馈线F4为基础，在分支线19和25处加入2处DG。当上游供电路径发生故障时，通过断路器操作，形成孤岛1和孤岛2继续给岛内负荷供电，如图1所示。图中LPi表示第i个负荷点。

该系统有23个负荷点、1个隔离开关、23台配电变压器、4台断路器、23个熔断器（装设在负荷线路首端）。隔离开关操作时间为20分钟。

4.2 采用最小割集算法计算可靠性

运用本章提出的方法，对图1所示的配电网进行仿真计算，研究加入分布式电源前后对配电网供电可靠性指标的影响。

方案一：不考虑分布式电源的作用，计算出的负荷点可靠性指标，如表1所示。

方案二：设两处DG均采用微型燃气轮机，其故障率为4%，分别计算了1台、2台和3台微型燃气轮机后的可靠性指标（如表2所示）。

方案三：设两处DG均采用风力发电机组WTG，表3列出了这种方案下分别计算了加入1台、2台和3台WTG后的的负荷点可靠性指标计算结果。

从三种方案的可靠性指标计算结果可以看出：

（1）有DG和无DG的方案相比，DG的接入只对孤岛内的负荷点可靠性有影响，能使孤岛内的负荷点的故障率和年平均停运时间减小，并且显著提高系统可靠性。

（2）随着接入DG数量的增多，孤岛形成概率增大，负荷点的故障率和年平均停运时间降低，负荷点的供电可靠性提高。

（3）随着接入DG数量的增多，其对系统可靠性指标的改善程度逐渐变小，因此可以综合考虑经济成本、环境等各方面的因素，以决定DG的投运数量。

（4）程序的运行结果表明，该方法计算简单快速，但是欠缺灵活性，不能解决各种状态下的可靠性指标计算问题，例如若孤岛采用按等级切负荷措施以保证孤岛继续运行时，这种运行状态下的可靠性指标就无法计算了。

参考文献：

[1]黄伟，孙昶辉，吴子平，等.含分布式发电系统的微网技术研究综述[J].电网技术，2009.33（9）：14～18.

[2]张勇，吴淳.分布式发电在配电网中的优化配置[J].电力系统保护与控制，2010，38（11）：33～37.

[3]刘传铨，张焰.计及分布式电源的配电网供电可靠性[J].电力系统自动化，2007，31（22）：46～49.

[4]杨文宇.基于最小割集的配电系统可靠性评估[D].西安：西安理工大学，2002.

推荐访问:分布式 可靠性 评估 电源 配电网