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如图1所示,主动配电系统可靠性评估将面临可再生能源随机特性、双向随机潮流、多微网的分层结构及主动式协调控制与管理等带来的一系列的挑战。
1.1 可再生能源的随机特性
主动配电系统的特征之一是系统中遍布光伏、风力发电等间歇性分布式电源。这些间歇性电源的输出功率具有显著的不确定性,对主动配电系统的可靠运行具有显著的影响。建立合理的可靠性评估模型,准确刻画可再生能源输出功率的随机特性,并进一步定量评估这种不确定性对可靠性的影响,是主动配电系统可靠性评估首先需要解决的问题。
1.2 双向不确定性潮流
传统配电系统具有“单电源、辐射状”的运行特点,馈线中的潮流从单一电源流向负荷,是单向的确定性潮流。主动配电系统中,随着间歇性分布式电源及微网的接入,负荷不再从单一的电源接受电能,馈线上的潮流不再是单向的。例如,微网并网运行时,若微网中的总发电容量大于总负荷需求,对配电网来说微网相当于一个电源,注入电能;若微网中的总发电容量小于总负荷需求,对配电网来说微网相当于一个负荷,吸收电能。此外,由于分布式电源出力的随机性、响应负荷及储能装置的引入等,系统中潮流具有了更强的不确定性特征。
双向不确定性潮流使得单纯基于电源到负荷联通性判断的传统配电系统可靠性评估理论与方法不再适应,如何通过模型刻画主动配电系统中的双向不确定性潮流,并在评估中计及其影响成为主动配电系统可靠性评估面临的挑战之一。
1.3 多微网分层结构
主动配电系统中遍布间歇性分布式电源,为平抑其不确定性,间歇性分布式电源通常与储能装置、响应负荷等组成微网,作为整体运行。微网的运行具有一定的独立性,多个微网的接入便形成了主动配电系统多微网的分层结构。对含微网的主动配电系统进行可靠性评估时,考虑到微网有并网运行和孤岛运行两种状态,在微网并网运行时,应把含微网的配电系统作为一个整体进行研究,而在微网孤岛运行时,应将微网和配电系统的数据综合起来求得总的系统指标。在一定的情况下还可将微网当作一个小系统进行可靠性评估,以衡量微网孤岛运行的可靠性。因此,主动配电系统的可靠性评估模型和算法需要适用于多微网的分层结构,定量评估微网本身的可靠性水平及微网与主动配电系统相互作用对可靠性的影响。
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