可靠性指标更为精确，有利于 分析大规模分布式电源接入电网后对电网可靠性的影响情况，为供电企业迎接分布式电源 接入带来的挑战提供指导与参考，在现实的配电网规划中更实用并具有一定的指导意义。
【主权项】
1. 一种基于开关边界分区的有源配电网可靠性评估方法，其特征在于，包括如下步 骤： 1) 根据开关安装位置，将包含有源配电网划分为9个区域，包括：故障区、无影响区、上 游隔离区、上游无缝孤岛区、下游隔离孤岛区、下游隔离转供区、下游故障修复区、无缝孤岛 区和下游无缝孤岛转供区，所述区域划分依据是分布式电源接入配电网后，配电网结构发 生变化；开关位置不同，故障影响造成的停电时间、恢复供电过程和时间也不同； 2) 根据不同的故障分区对应的可靠性计算表达式，计算故障所处馈线对应的故障点 造成的负荷点停电持续时间，包括：计算不含分布式电源供电的区域中故障点的停电故障 率和停电持续时间，及计算含分布式电源供电的区域中故障点的停电故障率和停电持续时 间； 3) 通过计算负荷点的年故障停运率和年平均停运时间，衡量系统可靠性，具体是采用 系统平均停电频率指标SAIFI和系统平均停电持续时间指标SAIDI，来衡量系统可靠性。2. 根据权利要求1所述的一种基于开关边界分区的有源配电网可靠性评估方法，其特 征在于，步骤1)所述的9个区域的划分定义如下： (1) 故障区：是故障发生后，由开关限定的、包含故障点的最小区域； (2) 无影响区：是故障发生后，由原电源供电，没有受到故障影响的区域； (3) 上游隔离区：是故障发生并隔离故障后，位于故障区域上游，可由原电源继续供电 的区域； (4) 上游无缝孤岛区：是故障发生后，位于故障区域上游，由分布式电源立即供电而没 有受到故障影响的区域； (5) 下游隔离孤岛区：是故障发生并隔离故障后，位于故障区域下游，只可由分布式电 源继续供电的区域； (6) 下游隔离转供区：是故障发生并隔离故障后，位于故障区域下游，可由联络电源继 续供电的区域； (7) 下游故障修复区：是故障发生后，位于故障区域下游，造成停电且必须等待故障修 复后才可W继续供电的区域； (8) 无缝孤岛区：是故障发生后，位于故障区域下游，仅由分布式电源立即供电而没有 受到故障影响的区域； (9) 下游无缝孤岛转供区：是故障发生后，位于故障区域下游，先由分布式电源立即供 电，而后又可由联络电源共同供电，没有受到故障影响的区域。3. 根据权利要求1所述的一种基于开关边界分区的有源配电网可靠性评估方法，其特 征在于，步骤2)所述的不含分布式电源供电的区域包括故障区、无影响区、上游隔离区、下 游隔离转供区、下游故障修复区，所述计算不含分布式电源供电的区域中故障点的停电故 障率和停电持续时间，包括分别计算： (1)计算故障区内故障点的停电故障率和停电持续时间 故障区中的负荷点i等待故障修复后恢复供电，停电持续时间为修复时间，因此： 入 。） 式中，λ1 ,和U1 ,分别表示馈线j故障所造成的负荷点i停电的故障率和停电持续时 间，f为馈线j的故障率，11,,为馈线j的故障修复时间； (2) 计算无影响区内故障点的停电故障率和停电持续时间 无影响区中的负荷点i没有受到故障影响，继续由原母线供电，因此：λ。= 0 做 Ui,，=0 (4) (3) 计算上游隔离区内故障点的停电故障率和停电持续时间 上游隔离区中的负荷点i通过隔离开关和断路器动作后恢复供电，因此： 入 妨 U..,j=fJ·tt.g 做 式中为隔离开关和断路器动作时间； (4) 计算下游隔离转供区内故障点的停电故障率和停电持续时间 下游隔离转供区中的负荷点i通过负荷开关和断路器动作后恢复供电，因此： 入i'.，=f.， (7) Ui,.i=f.i· 做 式中为负荷开关和断路器动作时间； (5) 计算下游故障修复区内故障点的停电故障率和停电持续时间 下游故障修复区中的负荷点i等待故障修复后恢复供电，停电时间为修复时间，因此： 入 。）4. 根据权利要求1所述的一种基于开关边界分区的有源配电网可靠性评估方法，其特 征在于，步骤2)所述的含分布式电源供电的区域包括上游无缝孤岛区、下游隔离孤岛区、 无缝孤岛区、下游无缝孤岛转供区，所述计算含分布式电源供电的区域中故障点的停电故 障率和停电持续时间，包括如下步骤： (1) 选取元件停运模型，其中，非电源元件与风机采用二状态马尔可夫模型，而光伏和 储能系统选取Ξ状态马尔可夫模型； (2) 选取系统状态，其中，对非电源元件采用序贯抽样法；对分布式电源采用非序贯抽 样法； (3) 选取元件出力模型，包括：风机模型、光伏模型和负荷模型； (4) 计算上游无缝孤岛区、下游隔离孤岛区、无缝孤岛区、下游无缝孤岛转供区的停电 故障率和停电持续时间，具体是： 采用非序贯抽样法对所述四个区域内的分布式电源进行抽样，抽样得到孤岛期间内风 机、光伏运行状态W及储能系统的荷电状态并记录分布式电源出力的实时值，同时调取四 个区域内负荷大小的实时值进行比较，实时负荷值大于分布式电源实时出力值时，记录负 荷点的停电情况，停电情况包括故障概率λ1,郝停电时间U1,i。5. 根据权利要求4所述的一种基于开关边界分区的有源配电网可靠性评估方法，其特 征在于，步骤（3)所述的风机模型是：J 式中，P?为风机发电功率，Pf为风力发电机的额定功率，V。1为切入风速，Vf为额定风速，V。。为切出风速，A、B、C分别是风力发电机功率特性曲线的参数，Vt为实时风速。6. 根据权利要求4所述的一种基于开关边界分区的有源配电网可靠性评估方法，其特 征在于，步骤（3)所述的光伏模型是： Pm=rDη (10) 式中，Pm为光伏发电功率，D为光伏装置包含电池元件的总面积，η为光伏装置总的光 电转换效率。7. 根据权利要求4所述的一种基于开关边界分区的有源配电网可靠性评估方法，其特 征在于，步骤（3)所述的负荷模型： Lt= LpXPwXPdXPh(t) (11) 式中，Lp为年一周负荷曲线中所采用年负荷峰值，P"、Pd和Ph(t)分别为与第t个小时 对应的年-周负荷曲线、周-日负荷曲线化及日-小时负荷曲线中的值；通过本式可W求出 第t个小时的负荷值。8. 根据权利要求1所述的一种基于开关边界分区的有源配电网可靠性评估方法，其特 征在于，步骤3)所述的计算负荷点的年故障停运率和年平均停运时间的计算公式是：(12) 式中：λ1为负荷点i的平均故障率，Ni为负荷点i的用户数，SAIFI的单位为次/户?年(]3) 式中化为负荷点i的年平均停电时间，SAIDI的单位为h/户?年。
【专利摘要】一种基于开关边界分区的有源配电网可靠性评估方法，包括：根据开关安装位置将包含有源配电网划分为9个区域；根据不同的故障分区对应的可靠性计算表达式，计算故障所处馈线对应的故障点造成的负荷点停电持续时间，包括：计算不含分布式电源供电的区域中故障点的停电故障率和停电持续时间，及计算含分布式电源供电的区域中故障点的停电故障率和停电持续时间；通过计算负荷点的年故障停运率和年平均停运时间，衡量系统可靠性，具体是采用系统平均停电频率指标SAIFI和系统平均停电持续时间指标SAIDI，来衡量系统可靠性。本发明的方法减少了分析量，能够对含分布式电源的配电网可靠性进行精确评估，对未来我国有源配电网的发展提供可靠性评估依据。
【IPC分类】H02J3/00, H02J3/38
【公开号】CN105406470
【申请号】CN201510965290
【发明人】李琥, 刘洪 , 谢珍建, 谈健, 吴强, 黄河, 王海潜, 归三荣, 韩俊, 乔黎伟, 赵宏大, 戚博硕
【申请人】国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力经济技术研究院, 天津大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月21日