發(fā)布時間：2022-01-21 11:42

　　隨著分布式風(fēng)電和光伏等可再生能源技術(shù)的發(fā)展,電力系統(tǒng)中可再生能源發(fā)電比例不斷攀升。微電網(wǎng)作為高效兼容可再生能源的復(fù)雜分布式系統(tǒng),將成為能源轉(zhuǎn)型背景下現(xiàn)代電力系統(tǒng)的重要組成單元。然而,可再生能源高滲透微電網(wǎng)運(yùn)行特性和故障特性將給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定評估與控制帶來新的挑戰(zhàn)。針對微電網(wǎng)故障下的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定評估問題,結(jié)合傳統(tǒng)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行域的思想,本文從多場景微電網(wǎng)故障特性分析、含微電網(wǎng)的配電網(wǎng)安全運(yùn)行邊界計(jì)算、基于安全運(yùn)行邊界的微電網(wǎng)故障影響度評估三方面展開研究,為含微電網(wǎng)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性評估提供理論基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括:（1）研究多場景微電網(wǎng)故障特性。研究微電網(wǎng)中包含分布式風(fēng)電、光伏、儲能和交直流負(fù)荷的高比例可再生能源微電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型,在此基礎(chǔ)上,研究不同單元控制方式和系統(tǒng)運(yùn)行方式下的微電網(wǎng)故障特性,為多微網(wǎng)配電系統(tǒng)在故障條件下運(yùn)行狀態(tài)辨識與安全運(yùn)行邊界建模提供理論基礎(chǔ)。（2）研究含微電網(wǎng)的配電系統(tǒng)安全運(yùn)行邊界計(jì)算方法�？紤]微電網(wǎng)接入后的配電系統(tǒng)潮流和暫態(tài)過程特性等因素對安全穩(wěn)定性的影響,研究安全穩(wěn)定性指標(biāo)的量化表征方法,提出含微電網(wǎng)的配電系統(tǒng)安全運(yùn)行邊界計(jì)算方法,采用局部仿真逼近法... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

IEEE-RBTS-BUS4擴(kuò)展含微電網(wǎng)的配電網(wǎng)仿真模型

第4章基于安全運(yùn)行邊界的微電網(wǎng)故障影響度評估47和微電網(wǎng)接入線路L10-MG3發(fā)生三相短路故障進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)分析。得到了在不同故障場景下的故障恢復(fù)時間與系統(tǒng)動態(tài)過程中域安全運(yùn)行距離的關(guān)系，如圖4.7所示。圖4.7安全控制過程中域狀態(tài)安全距離Fig.4.7Domainstatesafetydistanceduringsafetycontrol由圖4.7可以看出，以狀態(tài)安全距離描述的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評估方法能夠判斷系統(tǒng)在故障恢復(fù)動態(tài)過程中的系統(tǒng)狀態(tài)。在恢復(fù)控制的初始時刻，由于兩種場景下的故障嚴(yán)重程度不同，場景二的域狀態(tài)安全距離為負(fù)值，這也說明該時刻系統(tǒng)處在暫態(tài)失穩(wěn)狀態(tài)。另外，兩種場景最終都恢復(fù)到動態(tài)的穩(wěn)定狀態(tài)，但恢復(fù)控制時間不同，故障場景一在控制時間為7s時系統(tǒng)即恢復(fù)到動態(tài)平衡的安全運(yùn)行狀態(tài)，故障場景2在控制時間為8s時恢復(fù)到穩(wěn)定。上述結(jié)果也說明了風(fēng)險(xiǎn)評估方法對于不同影響水平的故障場景的有效性、適用性。（3）系統(tǒng)狀態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估效果分析為了進(jìn)一步驗(yàn)證不安全風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)在含微電網(wǎng)配電網(wǎng)中不同饋線位置故障狀態(tài)下的判斷效果，設(shè)置兩種不同故障位置及故障節(jié)點(diǎn)類型的故障狀態(tài)場景。一種場景是故障發(fā)生在饋線F7的微電網(wǎng)并網(wǎng)線路L36-MG4上；另一種場景為故障發(fā)生在饋線F1的負(fù)荷線路L6-L7上，兩種場景均發(fā)生三相短路故障，并分別與正常運(yùn)行狀態(tài)點(diǎn)進(jìn)行比較。每一種故障狀態(tài)場景，以配電網(wǎng)絡(luò)中的饋線段為觀測單位，得到的在不同饋線位置下如不同線路故障點(diǎn)的狀態(tài)安全距離關(guān)系如圖4.8所示。由圖4.8可以看出，兩種故障情景下饋線的狀態(tài)安全距離整體下降，說明系統(tǒng)運(yùn)行在故障狀態(tài)下的安全水平較低。同時微電網(wǎng)并網(wǎng)點(diǎn)MG4在饋線F7處的狀態(tài)安全距離下降明顯，說明主要對所接入的饋線起主要影響作用，同理負(fù)荷節(jié)點(diǎn)L6主要對饋線F1

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文48的安全水平產(chǎn)生影響,如圖中箭頭所示。由于在不同的故障狀態(tài)場景下，系統(tǒng)狀態(tài)是一個動態(tài)過程，所以在故障狀態(tài)下部分饋線的狀態(tài)安全距離要高于正常運(yùn)行狀態(tài)下的安全距離。結(jié)果說明了提出的風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)能夠以不同饋線段上的狀態(tài)安全距離反映出系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及安全水平。圖4.8不同節(jié)點(diǎn)故障位置下饋線安全距離分布Fig.4.8Distributionoffeedersafetydistanceatdifferentnodefaultlocations表4.6為含微電網(wǎng)的配電網(wǎng)在各接入微電網(wǎng)故障下經(jīng)過安全控制恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)過程中系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果。在考慮了運(yùn)行狀態(tài)下系統(tǒng)狀態(tài)安全距離、系統(tǒng)不安全概率及恢復(fù)過程的恢復(fù)控制成本各因素下，能夠以系統(tǒng)不安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)狀態(tài)進(jìn)行評估。表4.6不同故障運(yùn)行點(diǎn)下的系統(tǒng)不安全風(fēng)險(xiǎn)比較Tab.4.6Comparisonofsysteminsecurityrisksunderdifferentfaultoperationpoints故障運(yùn)行點(diǎn)情景域狀態(tài)安全距離/MVA安全距離均衡比系統(tǒng)不安全概率恢復(fù)控制成本/萬元系統(tǒng)不安全風(fēng)險(xiǎn)正常運(yùn)行4.151.570.57×10-300MG1故障2.950.864.81×10-31.9520.0093MG2故障3.511.133.82×10-32.3960.0090MG3故障3.650.986.16×10-31.8450.0113MG4故障3.011.365.88×10-32.7640.0162由系統(tǒng)不安全風(fēng)險(xiǎn)比較結(jié)果可以看出，當(dāng)系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，系統(tǒng)的安全裕度較大，不安全風(fēng)險(xiǎn)值為零；當(dāng)微電網(wǎng)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障且系統(tǒng)工作點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)移時，系統(tǒng)的域狀態(tài)安全距離有所變小，說明系統(tǒng)的綜合安全水平降低。系統(tǒng)在一定的風(fēng)險(xiǎn)水平下，配電網(wǎng)可以通過故障恢復(fù)控制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)節(jié)，從而使系統(tǒng)恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)以保證系統(tǒng)的正常供電。同時發(fā)現(xiàn)MG4故障下的系統(tǒng)不安全風(fēng)險(xiǎn)值更高，這需要引起運(yùn)行操作人員的注意，當(dāng)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3600194