综合能源配电系统可靠性评估模型与方法

作     者：徐家颖 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：罗凤章;徐晶

授予年度：2022年

学科分类：080702[工学-热能工程] 0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：配电网 可靠性评估 综合能源系统 综合需求响应 供电路径矩阵 

摘      要：提升配电网可靠性水平的措施包括网架结构优化改造、设备更新换代、配电自动化建设及源荷资源协同利用等。综合能源配电系统能够通过协调利用冷热电气各能源系统资源向负荷供电,从而提升系统可靠性。如何构建恰当的评估模型并采用适合的评估方法,快速准确地计算集成综合能源系统的配电网可靠性指标是当前综合能源配电系统可靠性评估的核心和难点。为此,本文分别从解析化的评估方法层面、矩阵化的评估模型层面以及综合需求响应的可靠性提升潜力层面进行研究,以实现配电网可靠性的精确快速评估。主要工作如下:(1)提出了适用于多时段时序负荷场景的可靠性模拟评估方法。基于生成源荷供电路径矩阵的简化方法,结合序贯蒙特卡洛抽样,提出了适用于时序负荷特征的可靠性模拟评估方法。针对单时段负荷故障,通过矩阵计算简化计算步骤,一次性求得表达故障元件对负荷点影响类型的负荷类别矩阵信息,便捷可靠性指标的解析计算;针对多时段时序负荷故障,在序贯蒙特卡洛抽样基础上,通过供电路径矩阵法建立的负荷类别矩阵信息统计可靠性指标,减少遍历次数。(2)提出了基于供电矩阵的综合能源配电系统可靠性评估方法。首先,扩展“主电源-负荷点供电路径矩阵至“主电源-负荷点/能源站,构建综合能源配电系统供电路径矩阵;然后,在故障后果影响分析中,建立以供电范围最大化为目标的综合能源系统供电恢复模型,并以矩阵化的形式表达其供电路径、能源站及网络模型约束,减少传统循环建模中的网络拓扑重复搜索,加快建模速度;进而,提出综合能源支撑的配电系统可靠性评估流程与可靠性指标解析计算方法。通过算例验证了所提模型的有效性并剖析各因素对可靠性的影响。(3)提出了考虑综合需求响应多时段关联约束的综合能源配电系统可靠性评估方法。首先,针对综合需求响应多时段强时序关联特点,提出计及综合需求响应多时段关联特征的供电恢复模型,将单时段约束拓展为多时段,并考虑综合需求响应中多种措施的约束。进而,以此为基础提出考虑综合需求响应的综合能源配电系统可靠性计算方法与评估流程。通过算例分析了不同需求响应措施对可靠性的改善作用并探究综合需求响应各参数变化对可靠性的影响。