微電網(wǎng)的可靠性探討
摘要:微電網(wǎng)是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng),針對(duì)微電網(wǎng)自身可靠性水平及微電網(wǎng)接入配電系統(tǒng)后對(duì)系統(tǒng)可靠性影響等問(wèn)題,本文對(duì)含微電網(wǎng)的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估、微電網(wǎng)的可靠性評(píng)估需要解決的主要
時(shí),微電網(wǎng)能進(jìn)入孤島運(yùn)行狀態(tài),該模式對(duì)孤島內(nèi)負(fù)荷點(diǎn)供電可靠性有重要影響,但孤島的劃分需要考慮分布式電源功率輸出的隨機(jī)性、負(fù)荷的不確定性以及保護(hù)配置等因素的影響。
目前,常用的孤島劃分策略僅簡(jiǎn)單地考慮微電網(wǎng)中分布式電源與負(fù)荷的功率平衡。實(shí)際上,孤島運(yùn)行中還需考慮微電源功率捕捉技術(shù)、控制技術(shù)、運(yùn)行狀態(tài)的平滑過(guò)渡、電源出力隨機(jī)性等因素。
3)負(fù)荷及元件可靠性參數(shù)的不確定性
負(fù)荷的特性對(duì)可靠性評(píng)估有著重要的影響,傳統(tǒng)可靠性評(píng)估中往往將負(fù)荷處理為定值,取平均負(fù)荷或者尖峰負(fù)荷;對(duì)于元件的可靠性參數(shù),也常根據(jù)一定的函數(shù)分布取相應(yīng)的期望值。分布式電源加入配電網(wǎng)后,確定性的負(fù)荷和元件參數(shù)將無(wú)法適應(yīng)分布式電源的動(dòng)態(tài)特性,尤其在孤島運(yùn)行方式下,負(fù)荷特性的研究對(duì)孤島安全穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要。現(xiàn)有研究中,對(duì)負(fù)荷的隨機(jī)波動(dòng),大都采用統(tǒng)計(jì)學(xué)或啟發(fā)式的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行處理,其依賴于負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)。隨著微電網(wǎng)以及智能配電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,負(fù)荷與電網(wǎng)的互動(dòng)將更為密切,信息的實(shí)時(shí)采集將更加容易,這種情況下,負(fù)荷建模也將產(chǎn)生新的變化。
通常,上述分布式電源的可靠性模型、儲(chǔ)能設(shè)備的可靠性模型、孤島劃分策略、負(fù)荷及電源出力的相關(guān)性和隨機(jī)性等關(guān)鍵問(wèn)題解決后,即可應(yīng)用傳統(tǒng)配電網(wǎng)可靠性評(píng)估方法,如;故障模式后果分析法(Failure Mode and Effect Analysis, FMEA)、故障擴(kuò)散法、分塊法等,進(jìn)行微電網(wǎng)可靠性評(píng)估。
3 微電網(wǎng)的可靠性評(píng)估需要解決的主要問(wèn)題
微電網(wǎng)中分布式電源的輸出功率具有隨機(jī)性和間歇性,含微電網(wǎng)的新型配電系統(tǒng)具有雙向潮流,微電網(wǎng)可以根據(jù)需要在不同運(yùn)行方式間平滑切換。這些問(wèn)題都將給含微電網(wǎng)的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。因此,微電網(wǎng)可靠性評(píng)估亟需在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上,對(duì)如下問(wèn)題進(jìn)行深入研究:
1)微電網(wǎng)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。目前,尚無(wú)針對(duì)微電網(wǎng)可靠性評(píng)估的指標(biāo)體系。借用原有配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估的指標(biāo)無(wú)法對(duì)微電網(wǎng)的運(yùn)行特性及對(duì)電網(wǎng)可靠性的影響進(jìn)行深入刻畫和定量評(píng)估。
2)微電網(wǎng)的運(yùn)行方式、運(yùn)行特性對(duì)配電系統(tǒng)可靠性的影響機(jī)理。含微電網(wǎng)的新型配電系統(tǒng)包含有多種能源輸入和多種能源轉(zhuǎn)換單元,并且有多種運(yùn)行方式。微電網(wǎng)的運(yùn)行特性既與其內(nèi)部的分布電源特性以及負(fù)荷特性有關(guān),也與其內(nèi)部的儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行特性密切相關(guān)。同時(shí)還與外網(wǎng)相互作用有關(guān)。這種相互作用將直接影響到微電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性。
3)分布式發(fā)電和儲(chǔ)能裝置運(yùn)行特性的可靠性建模。隨著儲(chǔ)能技術(shù)的深入開發(fā),不同儲(chǔ)能技術(shù)的采用,對(duì)分布式電源功率輸出特性的影響較大。這將改變微電網(wǎng)的運(yùn)行方式和調(diào)度策略,進(jìn)而影響微電網(wǎng)可靠性性能。
1. 多電源配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估的精確高效模型和算法。微電網(wǎng)的接入使傳統(tǒng)單電源輻射狀配電網(wǎng)變成了一個(gè)遍布電源和負(fù)荷的含多電源的新型配電系統(tǒng)。其可靠性評(píng)估必須突破傳統(tǒng)配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估的局限,研究多輸入/多輸出新型配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估的算法,實(shí)現(xiàn)對(duì)含微電網(wǎng)的新型配電系統(tǒng)可靠性的合理評(píng)估。
4 結(jié)語(yǔ)
微電網(wǎng)作為一個(gè)整體的可靠性及微電網(wǎng)接入配電系統(tǒng)后對(duì)系統(tǒng)可靠性影響等問(wèn)題,尤其是關(guān)于微電網(wǎng)自身的可靠性評(píng)估的研究和實(shí)踐,目前在國(guó)內(nèi)外還很鮮見(jiàn),應(yīng)該引起電力科研工作者的密切關(guān)注。
參 考 文 獻(xiàn)
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責(zé)任編輯:和碩涵
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