一种应用于有源配网的负荷削减法及可靠性评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于有源配网的负荷削减法及可靠性评估方法，包括：步骤21：确定第一无故障时间；步骤22：根据第一无故障时间确定第一非电源元件，进而确定第一模拟时钟时间和第二模拟时钟时间；步骤23：第一模拟时间作初始时刻，第二模拟时间作终止时刻，利用负荷削减法确定负荷点可靠性参数；确定第一非电源元件的第一无故障时间，执行步骤22，直至达到预设时间点，统计可靠性参数得到可靠性评估结果。本发明根据第一无故障时间及与之对应的第一非电源元件确定模拟时钟时间，采用负荷削减法确定负荷点可靠性参数，负荷削减法通过设置较短的时间间隔确定时间间隔内负荷点的削减状态，实时准确的实现了对于有源配网的可靠性评估。
【专利说明】-种应用于有源配网的负荷削减法及可靠性评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及配电系统评估【技术领域】，更具体地说，设及一种应用于有源配网的负 荷削减法及可靠性评估方法。
【背景技术】
[0002] 凭借运行方式灵活、环境友好等特点，越来越多的分布式电源被接入到配电系统 中，该将改变原有的配电系统可靠性评估方法。
[0003] 孤岛运行是分布式电源的运行模式之一，在孤岛运行模式下，分布式电源和部分 负荷将组成一个自给自足的孤岛，由分布式电源独立向负荷供电。因此，对孤岛区内负荷的 供电可靠性评估对孤岛的正常运行有着重要意义，而对孤岛区内负荷的供电可靠性评估需 要考虑分布式电源出力的波动性、负荷的不确定性及保护开关的配置等因素。
[0004] 现有含分布式电源的配电系统可靠性评估方法中，通常W年为单位计算分布式电 源的出力期望，根据分布式电源的出力期望计算分布式电源与负荷的功率平衡情况，无法 准确表达配电系统中负荷及分布式电源的实时性，进而无法获得准确的评估结果。
[0005] 综上所述，现有技术含分布式电源的可靠性评估方法中存在因无法准确表达配电 系统中负荷及分布式电源的实时性而无法进行准确评估的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种应用于有源配网的负荷削减法及可靠性评估方法，解决 了现有技术中因无法准确表达配电系统中负荷及分布式电源的实时性而无法进行准确评 估的问题。
[0007] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[000引一种应用于有源配网的负荷削减法，有源配网处于孤岛区，包括负荷点、分布式电 源及蓄电池，该方法包括：
[0009] 步骤11 ;设定初始时刻、终止时刻及时间间隔，计算负荷点在其削减状态为1时在 时间间隔内的总电量，确定初始时刻为模拟时钟时间；
[0010] 步骤12 ;在当前确定的模拟时钟时间，计算孤岛区的第一净交换功率，判断第一 净交换功率是否大于0,如果否，则控制分布式电源为蓄电池充电，根据蓄电池的电池参数 确定其在时间间隔内的实际吸收功率，根据实际吸收功率计算并更新电池参数，执行步骤 13;如果是，则根据电池参数确定蓄电池在时间间隔内的最大放电功率；判断最大放电功 率是否满足预设条件，如果是，则计算蓄电池在时间间隔内的实际释放功率，根据实际释放 功率计算并更新电池参数，执行步骤13,如果否，则确定总电量最小的负荷点，设定其削减 状态为0,执行步骤13;
[0011] 步骤13 ;将模拟时钟时间与时间间隔的和作为当前确定的模拟时钟时间，执行步 骤12,直至模拟时钟时间与终止时刻相等，统计并记录负荷点的削减状态。
[0012] 优选的，根据蓄电池的电池参数确定其在时间间隔内的实际吸收功率，包括：
[0013] 根据电池参数计算蓄电池的最大吸收功率，根据最大吸收功率确定蓄电池对应的 第二净交换功率，根据最大吸收功率和第二净交换功率确定蓄电池在时间间隔内的实际吸 收功率。
[0014] 优选的，计算蓄电池在时间间隔内的实际释放功率，包括：
[0015] 根据最大放电功率确定蓄电池对应的第=净交换功率，根据最大放电功率和第= 净交换功率确定蓄电池在时间间隔内的实际释放功率。
[0016] 一种应用于有源配网的可靠性评估方法，有源配网包括非电源元件和负荷点，该 方法包括：
[0017] 步骤21 ;生成与非电源元件一一对应的第一随机数，将第一随机数转换为第一无 故障时间；
[0018] 步骤22 ;确定最小的第一无故障时间为最小无故障时间；确定与最小无故障时间 对应的第一非电源元件；生成与第一非电源元件对应的第二随机数，并将其转换为故障修 复时间；确定模拟时钟由0经过最小无故障时间后的时间为第一模拟时钟时间，确定模拟 时钟由0经过故障修复时间后的时间为第二模拟时钟时间；
[0019] 步骤23 ;在第一模拟时钟时间至第二模拟时钟时间内，第一模拟时间作为初始时 亥IJ，第二模拟时间作为终止时刻，利用负荷削减法确定负荷点的可靠性参数；生成与第一非 电源元件对应的第=随机数，并将其转换为第二无故障时间，将第二无故障时间、故障修复 时间及第一无故障时间的和作为第一非电源元件对应的第一无故障时间，执行步骤22,直 至模拟时钟的时间达到预设时间点，统计可靠性参数得到第一统计结果，将第一统计结果 作为可靠性评估结果。
[0020] 优选的，步骤23中的通过负荷削减法确定配电系统的负荷点的可靠性参数，包 括：
[0021] 步骤231 ;将第二随机数转换为故障隔离时间，确定模拟时钟由0经过故障隔离时 间后的时间为第=模拟时钟时间；在第一模拟时间，通过查询故障影响分类表确定配电系 统的故障区、上游隔离区、上游无缝孤岛区、下游无缝孤岛区及下游隔离孤岛区；
[0022] 步骤232 ;在第一模拟时钟时间至第S模拟时钟时间内，第一模拟时钟时间作为 初始时刻，第=模拟时钟时间作为终止时刻，分别利用负荷削减法确定故障区、上游隔离 区、上游无缝孤岛区及下游无缝孤岛区的负荷点的削减状态；在第=模拟时间至第二模拟 时间内，下游无缝孤岛区包括第一下游无缝孤岛区和第二下游无缝孤岛区，下游隔离孤岛 区包括第一下游隔离孤岛区和第二下游隔离孤岛区，第二下游无缝孤岛区与第一下游隔离 孤岛区组成混合孤岛区，第=模拟时钟时间作为初始时刻，第二模拟时钟时间作为终止时 亥IJ，分别利用负荷削减法确定第一下游无缝孤岛区和混合孤岛区的负荷点的削减状态；
[0023] 步骤233 ;统计配电系统的负荷点的削减状态，得到第二统计结果，根据第二统计 结果计算并确定配电系统的负荷点的停电次数、停电时间和缺供电量，确定停电次数、停电 时间和缺供电量为可靠性参数。
[0024] 优选的，将第一随机数转换为第一无故障时间，包括：
[0025] 根据与第一随机数对应的非电源元件的元件状态模型，将第一随机数转换为第一 无故障时间。
[0026] 优选的，确定最小的第一无故障时间为最小无故障时间，包括：
[0027] 如果存在至少两个非电源元件对应的第一无故障时间相等，则随机选择其中一个 作为最小无故障时间。
[002引优选的，该方法还包括故障影响分类表的建立过程，故障影响分类表的建立过程 包括：
[0029] 输入与配电系统对应的网络结构；
[0030] 当非电源元件处于故障状态时，根据配电系统的系统元件编码自动遍历配电系统 的故障情况，建立故障影响分类表。
[0031] 本发明提供的一种应用于有源配网的负荷削减法及可靠性评估方法，包括：步骤 21 ;生成与非电源元件一一对应的第一随机数，将第一随机数转换为第一无故障时间；步 骤22 ;确定最小的第一无故障时间为最小无故障时间；确定与最小无故障时间对应的第一 非电源元件；生成与第一非电源元件对应的第二随机数，并将其转换为故障修复时间；确 定模拟时钟由0经过最小无故障时间后的时间为第一模拟时钟时间，确定模拟时钟由0经 过故障修复时间后的时间为第二模拟时钟时间；步骤23 ;在第一模拟时钟时间至第二模拟 时钟时间内，第一模拟时间作为初始时刻，第二模拟时间作为终止时刻，利用负荷削减法确 定负荷点的可靠性参数；生成与第一非电源元件对应的第=随机数，并将其转换为第二无 故障时间，将第二无故障时间、故障修复时间及第一无故障时间的和作为第一非电源元件 对应的第一无故障时间，执行步骤22,直至模拟时钟的时间达到预设时间点，统计可靠性参 数得到第一统计结果，将第一统计结果作为可靠性评估结果。与现有技术相比，本发明采用 序贯抽样确定第一非电源元件，根据第一非电源元件对应的第一无故障时间确定模拟时钟 时间，进而采用负荷削减法确定负荷点的可靠性参数，由此能够快速有效的获取可靠性参 数，得到可靠性评估结果；而负荷削减法通过设置较短的时间间隔，确定一定时间段内负荷 点的削减状态，从而实时准确的实现了对于配电系统的可靠性评估。
【专利附图】
【附图说明】
[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据 提供的附图获得其他的附图。
[0033] 图1为本发明实施例提供的一种应用于有源配网的负荷削减法的流程图；
[0034] 图2为本发明实施例提供的一种应用于有源配网的负荷削减法中光伏阵列的状 态抽样示意图；
[0035] 图3为本发明实施例提供的一种应用于有源配网的可靠性评估方法；
[0036] 图4为本发明实施例提供的马尔可夫模型示意图；
[0037] 图5为本发明实施例提供的一种应用于有源配网的可靠性评估方法中通过负荷 削减法确定配电系统的负荷点的可靠性参数的流程图；
[003引图6为本发明实施例提供的一种应用于有源配网的可靠性评估方法中非电源元 件的元件状态模型示意图；
[0039] 图7为本发明实施例提供的IE邸RBTS Bus6经过改造后的系统的示意图；
[0040] 图8为本发明实施例提供的IE邸RBTS Bus6经过改造后的系统的第一种可靠性 指标变化图；
[0041] 图9为本发明实施例提供的IE邸RBTS Bus6经过改造后的系统的第二种可靠性 指标变化图；
[0042] 图10为本发明实施例提供的IE邸RBTS Bus6经过改造后的系统的第S种可靠性 指标变化图。
【具体实施方式】
[0043] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044] 首先需要说明的是，有源配网即包括分布式电源的配电系统，而配电系统的孤岛 区，由于分布式电源的出力和负荷点都是实时变化的，因此需要对孤岛区每一个时刻分布 式电源出力和负荷点的关系进行判断，在任一时刻出现分布式电源出力不足的情况，都需 要削减负荷。但是由于孤岛区的蓄电池可W储存分布式电源的部分过剩功率，当分布式电 源出力不足时进行功率释放，一定程度上起到弥补分布式电源出力不足的作用。
[0045] 请参阅图1，其示出了本发明实施例提供的一种应用于有源配网的负荷削减法的 流程图，上述有源配网处于孤岛区，包括负荷点、分布式电源及蓄电池。该方法可W包括W 下步骤：
[0046] S11 ;设定初始时刻、终止时刻及时间间隔，计算负荷点在其削减状态为1时在时 间间隔内的总电量，确定初始时刻为模拟时钟时间。
[0047] 初始时刻、终止时刻及时间间隔均可W人为设定，其中，初始时刻和终止时刻的计 量单位可W为年，而时间间隔的计量单位可W为小时。需要说明的是，可W按照下列公式计 算负荷点在其削减状态为1时在时间间隔内的总电量：
[0048]
【权利要求】
1. 一种应用于有源配网的负荷削减法，其特征在于，所述有源配网处于孤岛区，包括负 荷点、分布式电源及蓄电池，所述方法包括： 步骤11:设定初始时刻、终止时刻及时间间隔，计算所述负荷点在其削减状态为1时在 所述时间间隔内的总电量，确定所述初始时刻为模拟时钟时间； 步骤12 :在当前确定的所述模拟时钟时间，计算所述孤岛区的第一净交换功率，判断 所述第一净交换功率是否大于〇,如果否，则控制所述分布式电源为所述蓄电池充电，根据 所述蓄电池的电池参数确定其在所述时间间隔内的实际吸收功率，根据所述实际吸收功率 计算并更新所述电池参数，执行步骤13 ;如果是，则根据所述电池参数确定所述蓄电池在 所述时间间隔内的最大放电功率；判断所述最大放电功率是否满足预设条件，如果是，则计 算所述蓄电池在所述时间间隔内的实际释放功率，根据所述实际释放功率计算并更新所述 电池参数，执行步骤13,如果否，则确定所述总电量最小的负荷点，设定其削减状态为0,执 行步骤13 ; 步骤13 :将所述模拟时钟时间与所述时间间隔的和作为当前确定的模拟时钟时间，执 行步骤12,直至所述模拟时钟时间与所述终止时刻相等，统计并记录所述负荷点的削减状 〇
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述蓄电池的电池参数确定其 在所述时间间隔内的实际吸收功率，包括： 根据所述电池参数计算所述蓄电池的最大吸收功率，根据所述最大吸收功率确定所述 蓄电池对应的第二净交换功率，根据所述最大吸收功率和所述第二净交换功率确定所述蓄 电池在所述时间间隔内的实际吸收功率。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述蓄电池在所述时间间隔内 的实际释放功率，包括： 根据所述最大放电功率确定所述蓄电池对应的第三净交换功率，根据所述最大放电功 率和所述第三净交换功率确定所述蓄电池在所述时间间隔内的实际释放功率。
4. 一种应用于有源配网的可靠性评估方法，其特征在于，所述有源配网包括非电源元 件和负荷点，所述方法包括： 步骤21 :生成与所述非电源元件一一对应的第一随机数，将所述第一随机数转换为第 一无故障时间； 步骤22 :确定最小的所述第一无故障时间为最小无故障时间；确定与所述最小无故障 时间对应的第一非电源元件；生成与所述第一非电源元件对应的第二随机数，并将其转换 为故障修复时间；确定模拟时钟由0经过所述最小无故障时间后的时间为第一模拟时钟时 间，确定所述模拟时钟由〇经过所述故障修复时间后的时间为第二模拟时钟时间； 步骤23 :在所述第一模拟时钟时间至所述第二模拟时钟时间内，所述第一模拟时间作 为初始时刻，所述第二模拟时间作为终止时刻，利用如权利要求1至3任一项所述的负荷削 减法确定所述负荷点的可靠性参数；生成与所述第一非电源元件对应的第三随机数，并将 其转换为第二无故障时间，将所述第二无故障时间、所述故障修复时间及所述第一无故障 时间的和作为所述第一非电源元件对应的第一无故障时间，执行步骤22,直至所述模拟时 钟的时间达到预设时间点，统计所述可靠性参数得到第一统计结果，将所述第一统计结果 作为可靠性评估结果。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤23中的通过负荷削减法确定所 述配电系统的负荷点的可靠性参数，包括： 步骤231 :将所述第二随机数转换为故障隔离时间，确定所述模拟时钟由0经过所述故 障隔离时间后的时间为第三模拟时钟时间；在所述第一模拟时间，通过查询故障影响分类 表确定所述配电系统的故障区、上游隔离区、上游无缝孤岛区、下游无缝孤岛区及下游隔离 孤岛区； 步骤232 :在所述第一模拟时钟时间至所述第三模拟时钟时间内，所述第一模拟时钟 时间作为所述初始时刻，所述第三模拟时钟时间作为所述终止时刻，分别利用所述负荷削 减法确定所述故障区、所述上游隔离区、所述上游无缝孤岛区及所述下游无缝孤岛区的负 荷点的削减状态；在所述第三模拟时间至所述第二模拟时间内，所述下游无缝孤岛区包括 第一下游无缝孤岛区和第二下游无缝孤岛区，所述下游隔离孤岛区包括第一下游隔离孤岛 区和第二下游隔离孤岛区，所述第二下游无缝孤岛区与所述第一下游隔离孤岛区组成混合 孤岛区，所述第三模拟时钟时间作为所述初始时刻，所述第二模拟时钟时间作为所述终止 时刻，分别利用所述负荷削减法确定所述第一下游无缝孤岛区和所述混合孤岛区的负荷点 的削减状态； 步骤233 :统计所述配电系统的负荷点的削减状态，得到第二统计结果，根据所述第二 统计结果计算并确定所述配电系统的负荷点的停电次数、停电时间和缺供电量，确定所述 停电次数、所述停电时间和所述缺供电量为所述可靠性参数。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述第一随机数转换为第一无故 障时间，包括： 根据与所述第一随机数对应的所述非电源元件的元件状态模型，将所述第一随机数转 换为所述第一无故障时间。
7. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定最小的所述第一无故障时间为 最小无故障时间，包括： 如果存在至少两个所述非电源元件对应的所述第一无故障时间相等，则随机选择其中 一个作为最小无故障时间。
8. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括所述故障影响分类表的 建立过程，所述故障影响分类表的建立过程包括： 输入与所述配电系统对应的网络结构； 当所述非电源元件处于故障状态时，根据所述配电系统的系统元件编码自动遍历所述 配电系统的故障情况，建立故障影响分类表。
【文档编号】G06Q10/06GK104504524SQ201410827431
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】赵波, 张雪松, 周金辉, 徐栎, 刘洪 , 郭力 申请人:国家电网公司, 国网浙江省电力公司电力科学研究院