CN105375529A - 一种微网与配电系统相互影响的机理研究方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微网与配电系统相互影响的机理研究方法，属于配电系统技术领域。本发明分析了微网中的分布式电源特性，包括风力发电系统特性、光伏发电系统特性、微型燃气轮机系统特性和储能装置系统特性，并针对微网的并网运行和孤岛运行工作方式进行了研究，建立了微网与配电系统可靠性评估数学模型，为研究微网对配电系统的可靠性影响提供了简便且适用的研究方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种微网与配电系统相互影响的机理研究方法，属于配电系统技术领域。
背景技术
随着经济的发展和社会的进步，用户对电能的需求量不断增长，对供电质量的要求也越来越高。采用传统集中供电方式的配电网存在供电可靠性水平低、扩建难度大等弊病也日益凸显。
分布式发电与传统集中式供电相结合被世界各国电力专家公认为是能够减少电网投资与改造费用、降低网络损耗、改善电压质量、提高系统可靠性和灵活性的有效方式。为了减少分布式电源对配电网的不利影响，促进分布式电源的有效利用，人们提出了微网的概念。微网是由可再生能源分布式发电装置、负荷、储能装置以及相关控制设备组成的单一可控独立供电系统。它的运行方式灵活，对分布式电源有良好的兼容性。在并网运行期间，微网能有效利用风能、太阳能、潮汐等清洁可再生能源发电，减少对化石能源的依赖，有助于缓解能源危机与环境污染的压力；配电网发生故障时，微网可以孤岛运行提高用户供电可靠性。接入配电网馈线末端的微网还可以降低配电网网络损耗以及提高用户的电压质量。
随着微网在世界范围内的不断发展与推广，微网的接入对配电网结构的改变以及微电源自身功率输出不确定性对配电网可靠性产生的影响成为必然面临的问题。因此，研究微网与配电系统之间的相互影响关系，从而更好的评价微网对配电系统可靠性的影响十分必要。
发明内容
基于现实中的需要，本发明提出一种微网与配电系统相互影响的机理研究方法，该方法主要包括以下步骤：
步骤1）分析微网中的分布式电源特性，包括风力发电系统特性、光伏发电系统特性、微型燃气轮机系统特性和储能装置系统特性；
步骤2）分析微网的运行方式；
步骤3）建立微网与配电系统可靠性评估数学模型。
所述微网的运行方式分为并网运行和孤岛运行两种工作方式。
所述数学模型分为负荷的模型、分布式电源与储能装置的联合发电系统模型。
本发明针对微网的特点及运行方式分别分析了不同工作方式下对配电系统的影响，并建立了相对应的数学模型供研究分析，为研究微网对配电系统的可靠性影响提供了简便且适用的的研究方法。
以下通过具体实施方式对本发明做进一步阐述。
具体实施方式：
本发明提出一种微网与配电系统相互影响的机理研究方法，该方法主要包括以下步骤：
步骤1）首先分析微网中的分布式电源特性，包括风力发电系统特性、光伏发电系统特性、微型燃气轮机系统特性和储能装置系统特性；
a.风力发电系统特性：风速受天气的影响在较短的时间段内有一
定的随机性，但是在一个较长的统计时间里它也有一定的规律可循，可以采用一些经验分布对其进行拟合，获得它的概率分布。
b.光伏发电系统特性：光伏组件的输出功率是由太阳光照强度、
温度等多种因素决定的，这其中最主要的影响因素还是光照强度，而云层对阳光的遮挡和太阳高度角则是影响照射到光伏电池上的光照强度的主要因素。太阳高度角在一天中随时间变化的规律可以由确定的函数表示出来，而云层对光照强度的影响却是随机的，受天气影响很大。
c.微型燃气轮机系统特性：微型燃气轮机发电系统包含有燃烧系统、涡轮发电系统和电力电子控制系统等几部分。高压空气压缩机将助燃用的洁净空气加压，同时加热到高温高压，然后送入燃烧室与燃料混合燃烧，接下来燃烧后的高温高压气体被送入涡轮机中，高温高压气体在其中膨胀做功，驱动发电机，发电机随转轴以很高的速度旋转，从而产生高频交流电，再利用电力电子装置将高频交流电通过整流器转换为直流电，经接口逆变器将直流电转换为工频交流电。
步骤2）分析微网的运行方式；
微网有两种最基本的运行方式，分别为：并网运行、孤岛运行。正常运行时微网与大电网相连，此时微网处于并网运行状态。微网与配电网之间存在电气连接，连接方式分为直接交流连接、经电流源换流器连接和经电压源换流器的微网并网连接。
当大电网发生故障时，微网通过孤岛运行可以确保重要负荷的供电可靠性，因此，当大电网出现故障时微网可以迅速与大电网解列，从而保证对重要用户的持续供电。
步骤3）建立微网与配电系统可靠性评估数学模型。
数学模型分为负荷的模型、分布式电源与储能装置的联合发电系统模型。
a.负荷的模型：微网中的负荷根据类型不同，可以分为居民生
活负荷、工业负荷和商业负荷。在配电系统中由于各负荷点的负荷大小是随机波动的，很难用简单统一的数学模型来描述。每个负荷点的负荷参数通常用平均负荷来表征。
b.分布式电源与储能装置的联合发电系统模型：光伏发电系统
和风力发电系统的出力受自然天气影响较大，都具有很大的随机性、波动性和间歇性，但是他们的出力曲线变化趋势并不一致，各自出现最大值的时刻也不相同，因此把它们与储能装置结合起来能起到很好的互补效应，可以形成一个联合发电系统，平滑光伏发电以及风力发电出力的波动性，作为一个整体来提高系统供电可靠性并改善电能质量。因此，本发明将联合发电系统作为一个整体来考虑，采用两状态模型，即故障状态和正常状态。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (3)
1.一种微网与配电系统相互影响的机理研究方法，其特征在于：主要包括以下步骤：
步骤1）分析微网中的分布式电源特性，包括风力发电系统特性、光伏发电系统特性、微型燃气轮机系统特性和储能装置系统特性；
步骤2）分析微网的运行方式；
步骤3）建立微网与配电系统可靠性评估数学模型。
2.根据权利要求1所述的一种微网与配电系统相互影响的机理研究方法，其特征在于：所述微网的运行方式分为并网运行和孤岛运行两种工作方式。
3.根据权利要求1所述的一种微网与配电系统相互影响的机理研究方法，其特征在于：所述数学模型分为负荷的模型、分布式电源与储能装置的联合发电系统模型。
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