42状态持续时间抽样的可靠性评价设计.docVIP

改进光伏模型及其在微网可靠性评估中的应用 李璐，陶顺，肖湘宁，陈鹏伟 (新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京 102206) 摘要： 针对光伏发电系统可靠性影响分析，本文在详细分析现有光伏发电系统可靠性模型优缺点及特性的基础上，提出了一种综合考虑辐照度、温度及容量等运行条件约束的改进模型。为模拟实际负荷在供电中断后的反弹效应，构建了计及反弹效应的多状态负荷模型，并通过时序蒙特卡罗状态抽样法对含光伏发电系统的微网进行了可靠性评估验证。理论分析与评估结果表明，改进模型使得评估结果更为严格，且实际输出功率方差较之现有模型有所减小，能在一定程度上加快蒙特卡罗法评估的收敛速度。 引言 可靠性评估是分析新能源并网特性、微网运行特性的重要组成部分。蒙特卡罗模拟法可灵活地模拟微源、负荷、元件及系统多运行状态特性，因而国内外学者针对模拟法可靠性评估及其建模展开了深入的研究。在蒙特卡罗多状态模拟中，电源与负荷建模方式的合理性会影响最终评估结果的准确性，其随机出力建模一直是可靠性评估建模重点研究对象之一。 2. 光伏发电系统改进模型 辐照度与工作温度的是光伏发电系统随机输出建模基础。 式中、由统计数据获得、由、回归估计不同时刻的与均会近似呈均值为0的正态分布，可统计与的方差与，进而通过分布抽样模拟出与。 带来的容量约束发电系统的实际容为 （2） 式中，与分别表示光伏阵列正常工作状态与故障状态，由光伏阵列故障率与修复率抽样决定，为单位均匀分布随机数 综合考虑条件的光伏 （3） 3. 改进模型特性分析 设标幺化后，光伏阵列正常运行状态输出功率，阵列故障状态导致的降额变量，即考虑降额运行状态使得评估结果更为严格 另一方面，由于和通常在0.1~0.2之间，故一般情况下，具体证明见全文系统状态量方差是影响收敛速度的主要因素，一定程度上可以加状态模拟收敛速度 4. 可靠性评估流程设计 4.1 负荷处理 构建了如下计及反弹效应的多状态负荷可靠性模型 4） 式中，表示日基本负荷水平序列，为负荷波动分量，可用正态分布随机变量来抽样模拟， 表示负荷控制或供电中断引起的负荷反弹量，采用3阶段反弹负荷模型。 （5） 式中，分别表示对应时段负荷反弹系数，分别为被控负荷中恢复供电的部分负荷 4.2 基于状态持续时间抽样的可靠性评估设计 1）基于对元件状态持续时间的概率分布进行抽样，得到系统运行状态与持续时间序列。 2）对系统状态进行判定，对孤岛运行区域进行微源与负荷的模拟，包括功率缺额情况下负荷控制。 3）系统状态序列统计与可靠性指标计算。 5. 算例验证与分析 本文在 RBTS Bus4系统中截选F2馈线并如图1 1）不同光伏系统模型评估收敛性比较 依次选 为1000至5000年，选取间隔为1000年，不同模型EENS评估结果如图2所示，其他评估结果见全文。 图1可靠性测试系统 图 2不同仿真时间段下电量不足期望值EENS 2）不同光伏系统模型可靠性评估结果比较 表 2不同光伏系统模型可靠性评估结果对比（T=10000） 评估指标 EENS SAIDI SAIFI 模型I 22.9895 10.3072 2.0642 模型II 23.0304 10.3803 2.0625 改进模型 23.1581 10.6011 2.0594 结论 本文提出了一种综合考虑辐照度、温度及运行容量等运行条件约束的改进模型，并构建了计及反弹效应的多状态负荷模型，基于时序蒙特卡罗状态抽样的评估方法对现有光伏可靠性模型及改进模型对微网可靠性评估的影响进行了验证，得到以下结论： 1) 改进模型考虑了光伏阵列的故障可能，使得实际功率输出期望模型 2) 改进模型的 关键词: 光伏发电模型，微网，可靠性评估，蒙特卡罗法，收敛速度 作者自我介绍及联系方式： 李璐（1991-），女，辽宁籍，硕士研究生，新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），研究方向为主动配电网可靠性评估； 通讯地址：北京市昌平区回龙观北农路2号； 邮编：102206； 邮箱：lilu_1103@163.com; 传真 电话 Nanjing, 20-23 Sep. 2010 2010 China International Conference on Electricity Distribution (CICED 2010) 2016 China International Conference