计与分布式电源的配电网可靠性评估

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1、绪论1绪论1．1课题研究的目的及意义由于传统能源(煤、石油、天然气等)使用量的日益增加，其储量正在急剧减少，同时传统能源的使用也对环境造成了极大的破坏，使得全球气候变暖，人类健康受到威胁，自然灾害频繁发生，这都对当今人类社会提出了极大的挑战。在这种情况下，风能和太阳能作为清洁能源，受到越来越多的人的重视并已经开始对其进行利用，风力发电和太阳能发电就是有效的利用形式。目前，全世界的电力系统全都是以各类发电厂集中发电、通过高压线路进行远距离输电以及跨地区的电网互联为主要特征的。据不完全统计，全世界90％以上的电力负荷都是由这种集中单一的大

2、电网进行供电的⋯。这种大型电网有自己的优点，同时也有不足的地方，比如当一个局部发生故障的时候，如果处理不当，就有可能使得故障迅速扩大化，甚至蔓延到整个系统网络，造成大面积的停电，2003年美国加利福尼亚州的大停电就是这样的一个例子；再者，由于电力负荷每时每刻都是变化的，而大电网在跟踪电力负荷变化方面只能进行宏观调整，显得比较迟钝。分布式电源不仅能有效的缓解电力网络达到峰值时刻电能不足的问题，而且在提高能源的利用率方面也有积极地作用。目前，分布式电源因其发电自由灵活、接入简单方便、对环境没有污染等优点已经成为电力系统的一个发展趋势。二十

3、世纪八十年代，欧美各国陆续开始采用分布式发电技术，2008年，美国分布式电源的发电量占全国总发电量的10％，达到了93GW；2010年，日本的太阳能发电容量已达到5．74GW，大约占全部电力供应的6％【2】o近十年来，我国的分布式电源技术也得到了快速的发展，进步十分明显，2010年全年，我国风力发电新增的装机容量达了1600万千瓦，截至2010年年底，我国风力发电的累计装机容量达到4182．7万千瓦，跃居世界第一【jJ。分布式电源在电力系统中的应用取得了积极的作用，解决了大电网存在的众多问题。然而，分布式电源在配电网中的接入不但改变了

4、传统配电网的拓扑结构，而且使得配电网的运行方式也发生了变化，配电网己经由之前传统的辐射状网络结构变成了多电源网络结构。与传统的电源比较，分布式电源的输出具有灵活性和随机性，其运行状态更多，因此建立分布式电源的功率输出模型和可靠性模型就要比传统的电源更加复杂。并且，在系统的元件发生故障时，含有分布式电源的配电网可能会出现孤岛运行状态，这就导致了配电网可靠性分析的方法都必须发生变化，只有找到适合含有分布式电源的配电网可靠性评估方法才能对新型网络结构下的配电网可靠性指标进行评估。含有分布式电源的配电网可靠性指标与分布式电源在配电网中接入的位

5、置有密切的关系，分布式电源接入配电网适当的西安理工大学硕士学位论文位置将极大的提高配电网的可靠性指标，从而可以有效的减小投资，节省资源，具有重要的现实意义。1．2国内外的研究现状对配电网可靠性的研究，国外起步较早，早在1959年加拿大就成立了专门的供电连续性委员会。从上个世纪六十年代开始，欧美各国也都陆续开始了配电网可靠性的研究工作。国内在上世纪八十年代才开始对配电网可靠性进行研究，起步比较晚14J。由于分布式电源在配电网中的接入不但改变了传统配电网的拓扑结构，而且使得配电网的运行方式也发生了变化，配电网已经由之前传统的辐射状网络结构

6、变成了多电源网络结构，因此对含有分布式电源的配电网可靠性如何进行评估已经成为目前配电网可靠性的研究重点。在早期含有分布式电源的配电网可靠性评估研究当中，未能考虑到风力发电以及太阳能发电其功率输出受到环境气候的影响，具有间歇性和随机性，而只是把分布式电源作为传统的电源来进行考虑。另外，在计及分布式电源的配电网可靠性评估中，对于配电网中出现的孤岛运行模式，一个重要的假设就是孤岛内的分布式电源可以完全满足配电网内所有负荷的供电需求。然而在实际中，分布式电源的发电量并不是都能够满足孤岛内负荷的电能需求。文献【5】分析了分布式电源对配电网可靠性

7、指标产生的影响，考虑到配电网中电源与非电源元件以及负荷原始参数的不确定性，采用基于区间计算的配电网可靠性计算算法研究了系统参数的不确定性对配电网可靠性的影响，并对配电系统的网络结构进行等值简化以提高算法的计算速度。文献[6】计算了计及分布式电源的配电网可靠性，并得出了将分布式电源作为备用电源可以提高配电网可靠性的结论。文献【7】针对配电网发生故障的情况，将保护协调作为分布式电源准入功率的约束条件，从而得出了分布式电源发电容量的最优配置，其结论充分说明了分布式电源对配电网可靠性指标的提高作用。文献【8】[9】在考虑分布式电源作为备用情况

8、下，通过对系统里运行费用与可中断费用减少幅度的比较，确立了在每小时配电网可靠性指标满足的情况下，分布式电源的小时最优运行策略。文献[10】分析了能量的不确定性对配电网可靠性带来的问题，同时研究了分布式电源不同的接入点和接