含分布式電源的配電系統可靠性評估方法研究

桂寧 汪曉彤 陳朔

摘 要：分布式電源具有靈活性、經濟性以及環保性等特點，隨著其技術的不斷成熟發展，其應用也越來越廣泛，在提供一定方便的基礎上也影響了整個配電系統的運行方式，當前評估配電系統的可靠性模式也需要進行相應的改變。本文首先介紹了電力系統可靠性評估的內容，然后簡單介紹了分布式發電的發展概況，接著就如何對分布式電源的配電系統的可靠性進行評估，簡單介紹了基于系統狀態轉移抽樣的序貫蒙特卡洛可靠性模擬方法等三種較為常用的方法，以便于更加客觀全面的來對配電系統進行準確度較高的評估。

關鍵詞：分布式電源;可靠性評估;蒙特卡洛可靠性模擬

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.163

隨著，我國經濟社會的不斷發展，電力也在經濟社會發展中發揮著舉足輕重的作用，正是基于其重要性，人們期望其能保持較高的供電安全性和可靠性，以保障供電需求，這就對電力系統供電技術提出了更高的要求，也要求分布式電源的配電系統要具有穩定的可靠性。如何才能夠保證整個分布式電源的配電系統可靠性，也就成為當下研究的重點內容。

1 電力系統可靠性評估簡介

電力系統可靠性是對整個電力系統供應的電力和電能的度量方式，評估電力系統可靠性的指標主要有電力供應的充裕度和供應安全性兩個方面。

對配電系統進行可靠性評估是一個綜合認定的過程，包括對指對整個的分布式電源系統的構成部分也包括后續對這些設施進行的改良措施[1]。對其進行可靠性評估應當在電力系統從建設到運營的整個過程，其評估內容主要有確定電力元件的停運模式、不同狀態的系統運行狀況和發生的概率、評估該狀態對系統運行產生的影響以及確定系統正常運行的指標。

2 分布式發電發展概況

分布式發電系統一般是小功率的、適合于直面客戶的發電模式，為了減少設計、建設的成本，一般是采用標準化、模塊化的組件進行組裝發電。它小型化、分散化的特點使得其可以作為獨立供電系統來直接為用電客戶提供電力供應，也可以將其接入公共電網配電系統來供電。分布式發電與集中式發電相輔相成，構成了整個的發電系統，當前隨著分布式發電技術的不斷完善，人們對其關注度也越來越高。

分布式發電相較于集中式發電具有許多優勢，主要有：一是性價比較高，其產生的電力可以不經周轉傳輸設備，就地向用戶供電，省去了配套電網等設備的建設和傳輸過程中的能耗;二是具有環保性，分布式發電可利用太陽能、風能等清潔能源，有效地減少非可再生的能源的使用，同時減少了有害氣體的排放量;三是靈活性，其采用小型化、性能優良的模塊化組件，運行維護等較為方便，每個模塊之間都是獨立運行的，因而可以靈活的選擇供電時機，來滿足客戶不同時間段的用電需求。

但是，分布式發電作為電力系統的補充在發揮其優勢的同時，也對整個的電力系統帶來了一些問題。首先，分布式電源主要是利用了太陽能等一些清潔能源，因而受自然條件的影響較大，并且無法單獨為客戶供電;分布式發電系統接入整個配電系統時，對整個的配電系統結構產生了較大的影響，使其額外的承擔了收集存儲電能以及電能分配等功能，對其在電壓調節和能量優化等方面的功能帶來了挑戰，尤其是整個的配電系統達到高滲透率時，對調節配電網的功率、維持其安全運行和保證供電可靠性帶來更大的挑戰。

3 分布式電源的配電系統可靠性評估方法

3.1 基于饋線區和網絡編碼的傳統配電系統可靠性評估法

根據歷年來統計的各電力元件的可靠性參數，通過特定的程序來隨機產生不同數目的元件，并且按照時間順序來記錄每個元件處于失效狀態時的變化序列，在此基礎上分析每個元件發生故障時對整個系統可靠性的影響程度，再結合歷年故障統計庫的數值來計算整個系統的可靠性。這種方法是基于對配電網的元件進行編碼并結合饋線區概念為基礎的，能夠有效的簡化整個配電系統的故障分析的流程和方法，簡單明快的生成每個元件的故障均值分析表。這種方法應用范圍較廣，可適用于母線等各類元件的故障分析[2]。

3.2 分布式發電系統序貫蒙特卡洛可靠性模擬方法

從維持配電系統功率平衡的角度來估計配電系統電力供應充裕度的方法，它主要包括容量模型、負荷模型和二者混合的可靠性模型。其中容量模型是匯總各分支系統的運行情況和發電能力的基礎上，來進行相應數據的建模;負荷模型則是對某個時間節點以內的系統承載的電能負荷的差值進行建模。二者混合的可靠性模型建立后，就可以依據這些指標來計算各元件和系統的可靠性指標。得到的可靠性指標是對整個發電系統充裕度的反應，忽略配電系統網絡的影響，也不能顯示具體負荷處的充裕度問題，據此可以綜合分析各級電源容量處的充放電行為對整個發電系統的可靠性指標的影響[3]。

4 結語

準確的可靠性數據如元件故障率等，是準確評估整個系統可靠性的基礎。但是，當前我國在分布式電源技術發展領域，還不夠成熟，應用較為狹窄，因而我們在采取相關數據的時候，這些數據可能較為短缺、不夠全面，在數據統計方面不夠精準，不能夠精確的反應分布式電源系統的可靠性狀態。因此，我們在今后的統計、管理和分析分布式電源的數據時，一定要準確及時，以便于我們完善相關的分布式電源的運行停運的數據模型。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家發展和改革委員會.中華人民共和國電力行業標準DL/T861-2004.電力可靠性基本名詞術語[M].北京：中國電力出版社，2004.7.13.

[2]國家電力監管委員會電力可靠性管理中心.電力可靠性技術與管理培訓材料[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]李文沅著，周家啟，盧繼平，胡小正，顏偉，謝開貴譯.電力系統風險評估——模型、方法和應用[M].北京：科學出版社，2006.