基于马尔柯夫模型的微网可靠性评估
本文选题:分布式电源 + 微网 ; 参考:《山东大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着全球能源危机和环境问题的日渐突出,加之用户对供电可靠性要求的日益提高,可再生能源的开发和利用受到了世界各国越来越多的关注。微网作为一个单一可控单元,能够有效就地吸纳分布式电源出力,减少损耗,提高用户供电可靠性和缓解能源危机与环境污染压力。然而,微网的接入从根本上改变了传统配电网的单电源辐射状结构。另外,微网中的分布式电源多为风电、光伏发电等可再生能源发电,具有较强的随机性和波动性。传统配电网可靠性评估模型、方法和可靠性指标都难以适应新形势下的电网结构。本文针对以上问题,对含微网的配电网可靠性评估相关问题展开了研究。本文以国内外微网研究现状和现阶段微网可靠性研究中存在的问题为出发点展开研究。首先概述了微网的定义和结构,并分析了其运行特点。为全面分析含微网的配电网可靠性评估,文中对比分析了常用的可靠性评估方法,并最终选择最小路法来评估本文微网算例。文章的重点分为两部分,一部分是分布式电源建模,另一部分是微网可靠性分析。分别概括如下:(1)本文提出了基于改进的马尔柯夫链建立分布式电源的方法。文中仅考虑了风电、光伏和储能系统三种分布式电源。储能系统仅考虑充放电约束和能量约束。风电和光伏的建模思路如下:直接利用风电、光伏出力历史数据,基于一阶马尔柯夫链,综合考虑分布式电源出力的日特性、季节特性以及天气特性,统计得出多个转移矩阵,再根据气候特性以及时间属性来选择转移矩阵,最终生成各时刻的状态量。本文的建模方法,省去了风速和太阳辐照度建模以及能量转化过程,无需进行繁杂的2次或多次建模,使得风电、光伏出力模型更加准确和简洁。(2)解析法适用于结构简单的小型电力系统的可靠性评估。本文研究的微网结构简单,采用最小路法进行可靠性评估。另外,传统的配电系统可靠性指标不能直观地评估微网对整个配电网可靠性的贡献,本文提出了平均断电频率降低系数MSAIFI、平均运行可用率提升系数MASAI和电量不足期望降低系数MEENS这3个新的微网评估指标。文中对分布式电源不同接入容量和不同接入位置对微网内负荷和整个配电网的可靠性影响进行了分析,并以改进的IEEE RBTS Bus6测试系统进行了算例分析,从可靠性评估结果可以得到的结论有:①微网能够有效提高其内部负荷和整个配电系统的可靠性;②随着微网容量的增加,其内部负荷和整个配电系统可靠性都不断增加,但是增加的趋势越来越平缓;③微网接入位置对其内部负荷的可靠性影响比较明显,靠近分布式电源的负荷可靠性要明显高于距离分布式电源较远的同等级负荷。最后,通过算例验证了本文所提出的新评估指标能够更加直观准确地评估微网对配电系统可靠性的贡献,能够更加科学地指导微网的规划和建设。
[Abstract]:With the global energy crisis and environmental problems increasingly prominent, coupled with the increasing demand for the reliability of power supply, the development and utilization of renewable energy has been paid more and more attention in the world. As a single controllable unit, microgrid can effectively absorb the distributed power supply, reduce the loss, improve the reliability of power supply and alleviate the energy crisis and environmental pollution pressure. However, the access of microgrid fundamentally changes the single source radiation structure of traditional distribution network. In addition, most of the distributed power sources in the microgrid are wind power, photovoltaic power generation and other renewable energy generation, which has strong randomness and volatility. The traditional distribution network reliability evaluation model, method and reliability index are difficult to adapt to the new situation of power network structure. In order to solve the above problems, this paper studies the reliability evaluation of distribution network with microgrid. In this paper, the current situation of microgrid research at home and abroad and the existing problems in the research of microgrid reliability are taken as the starting point. Firstly, the definition and structure of microgrid are summarized, and its operation characteristics are analyzed. In order to analyze the reliability evaluation of distribution network with microgrid, this paper compares and analyzes the commonly used reliability evaluation methods, and finally selects the minimal path method to evaluate the microgrid in this paper. This paper is divided into two parts, one is modeling of distributed power supply, the other is reliability analysis of microgrid. In this paper, a method of building distributed power based on improved Markov chain is presented. Only wind power, photovoltaic and energy storage systems are considered in this paper. Only charge and discharge constraints and energy constraints are considered in the energy storage system. The modeling ideas of wind power and photovoltaic are as follows: based on the historical data of wind power and photovoltaic power generation, based on first-order Markov chain, the daily, seasonal and weather characteristics of distributed power generation are comprehensively considered, and several transfer matrices are statistically obtained. Then the transition matrix is selected according to the climate characteristic and the time attribute, and the state quantity of each time is generated finally. The modeling method in this paper eliminates the modeling of wind speed and solar irradiance and the process of energy conversion. The photovoltaic output model is more accurate and succinct. The analytical method is suitable for the reliability evaluation of small power systems with simple structure. The structure of the microgrid studied in this paper is simple, and the reliability evaluation is carried out by using the minimal path method. In addition, the traditional reliability index of distribution system can not directly evaluate the contribution of microgrid to the reliability of the whole distribution network. In this paper, three new evaluation indexes of microgrid, such as average power cut frequency reduction coefficient (MSAIFI), average operational availability coefficient (MASAI), and electricity shortage expected reduction coefficient (MEENS), are proposed. In this paper, the influence of different access capacity and different access location of distributed generation on the internal load of microgrid and the reliability of the whole distribution network is analyzed, and the example of the improved IEEE RBTS Bus6 test system is given. From the results of reliability evaluation, it can be concluded that: 1 microgrid can effectively increase its internal load and the reliability of the entire distribution system with the increase of the capacity of the microgrid, the internal load and the reliability of the entire distribution system increase continuously. However, the increasing trend is more and more gentle, and the influence of the access position of the microgrid on the reliability of the internal load is obvious. The load reliability near the distributed power supply is obviously higher than that of the same class load which is far away from the distributed power supply. Finally, an example is given to verify that the new evaluation index proposed in this paper can more directly and accurately evaluate the contribution of microgrid to the reliability of distribution system, and can guide the planning and construction of microgrid more scientifically.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM727
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 葛志超;方念;杨凡凡;黄成思;陈丹霏;;微网技术综述[J];电气开关;2013年03期
2 李鹏;张玲;王伟;杨希磊;赵义术;;微网技术应用与分析[J];电力系统自动化;2009年20期
3 韩奕;张东霞;胡学浩;梁才浩;程军照;梁惠施;;中国微网标准体系研究[J];电力系统自动化;2010年01期
4 撖奥洋;邓星;文明浩;李惠宇;陈晓燕;;高渗透率下大电网应对微网接入的策略[J];电力系统自动化;2010年01期
5 杨仁花;黄伟;关丽;刘令富;;微网结构和运行控制[J];电网与清洁能源;2010年01期
6 王志霞;张会民;田伟;;微网研究综述[J];电气应用;2010年06期
7 鲁贻龙;王斌;曹祖亮;;储能系统改善微网动态性能的研究[J];湖北工业大学学报;2010年01期
8 牛铭;黄伟;郭佳欢;苏玲;;微网并网时的经济运行研究[J];电网技术;2010年11期
9 马力;;混合系统微网控制策略分析[J];电力系统及其自动化学报;2010年06期
10 王锡琳;;含有光伏电源的微网综述[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年02期
相关会议论文 前10条
1 杨仁花;黄伟;刘令富;;微网结构和运行控制[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(下册)[C];2008年
2 张昱;廖威;马早康;;微网运行控制技术的研究[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
3 严玉廷;卢勇;;光伏微网控制技术研究[A];2009年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2009年
4 严玉廷;苏适;;云电科技园智能微网研究[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
5 张昱;廖威;马早康;;微网运行控制技术的研究[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
6 严玉廷;苏适;;云电科技园智能微网研究[A];2011年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2011年
7 严玉廷;苏适;;云电科技园智能微网研究[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
8 严玉廷;苏适;;园区级微网设计集成技术及其应用[A];2012年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2012年
9 严玉廷;苏适;;园区级微网设计集成技术及其应用[A];2012年云南电力技术论坛论文集[C];2012年
10 苏适;翟伟翔;;智能微网中恒进线功率控制的设计及应用[A];2012年云南电力技术论坛论文集[C];2012年
相关重要报纸文章 前10条
1 程军照;明确我国微网发展研究方向[N];国家电网报;2011年
2 何晓亮;微博火了,,微信火了,下一个会是微网吗?[N];经济参考报;2012年
3 记者 周和平 实习生 刘练;473个微网格织出安全生产“防火墙”[N];长沙晚报;2014年
4 本报记者 沈力钧;方正视频以“微网”拯救带宽[N];计算机世界;2002年
5 陈翔;微网激活视频应用[N];中国计算机报;2002年
6 陈小敏;南麂微网示范工程通过“863”评审[N];国家电网报;2011年
7 辛义;微网推动新能源发展[N];中国电力报;2010年
8 何君;微网创始人张晓崧谈微网前景——人人希望拥有别墅[N];经济参考报;2012年
9 ;汇码平台微网站 服务三农新经济[N];中国计算机报;2014年
10 记者 贾明;玉树建成我国最大规模水光互补微网电站[N];青海日报;2012年
相关博士学位论文 前10条
1 陆晶晶;MMC型微网复合主动电力调节系统协调控制策略研究[D];华北电力大学;2015年
2 张丽荣;风电直流微网的控制与保护技术研究[D];华北电力大学;2015年
3 郗忠梅;户用光伏微网系统研究[D];山东农业大学;2014年
4 易桂平;微网环境下多源并网运行及复合控制研究[D];东南大学;2015年
5 刘柏良;多源微网典型应用的优化设计[D];东南大学;2015年
6 薛美东;微网优化配置和能量管理研究[D];浙江大学;2015年
7 张宸宇;微网及含微网的配电网电能质量综合控制研究[D];东南大学;2016年
8 于雷;含多类型能源的微网与外部电网协调运行机制和容量配置研究[D];华北电力大学(北京);2016年
9 杨刚;微网综合控制关键技术研究及应用[D];华北电力大学(北京);2016年
10 易灵芝;面向楼宇直流微网ADR能源管理与能效优化研究[D];湘潭大学;2016年
相关硕士学位论文 前10条
1 周嵩;微网电能质量监测及控制方法研究[D];昆明理工大学;2015年
2 李振;基于分布式电源接入的直流微网研究[D];西南交通大学;2015年
3 赵长龙;微网运行经济型及HOMER软件应用研究[D];西南交通大学;2015年
4 陈前宇;基于改进PSO算法的微网经济运行优化研究[D];西南交通大学;2015年
5 邓佃毅;含风/光/储微网配电网可靠性分析[D];内蒙古工业大学;2015年
6 李莹;基于光伏—混合储能的直流微网运行控制研究[D];山东大学;2015年
7 夏文强;考虑微网的新型配电系统可靠性分析[D];山东大学;2015年
8 华嘉成;微网外特性建模与微网特征向量的研究及应用[D];上海交通大学;2015年
9 吴玫蓉;海岛微网的主从控制策略研究[D];华北电力大学;2015年
10 焦平洋;双馈风电机组参与微网调频的控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
本文编号:1986687
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/1986687.html