0、1、2)，柴油 发电机将与风力发电机、储能装置相互配合，向无故障区域供电。
[0028] 基于系统运行策略判断系统的实时潮流平衡状态。本具体实施例在基于有功平衡 的协调运行策略基础上，进一步提出基于潮流平衡的修正策略以同时计及有功平衡与无功 平衡对系统可靠性的影响。
[0029] 在本具体实施的独立微网供电系统中存在两种可调度电源：柴油发电机和蓄电池 储能装置。根据可调度电源的选择，独立微网供电系统的协调运行策略可划分为三类：储能 调度策略、柴油发电机调度策略、储能与柴油发电机的协调调度策略。考虑到电源故障和区 域故障的影响，本具体实施例在协调运行策略中同时计入上述三类情况：
[0030] 浮充策略：若保护装置动作将柴油发电机所在区域隔离，系统将以蓄电池储能 作为主控电源，并配合风力发电机出力来满足负荷需求。采用浮充策略作为储能调度模 式下的运行策略，其调度原则为：若系统内可再生能源出力高于负荷需求，剩余功率为储 能充电，当储能最大充电功率不能消纳剩余功率时，将多余功率记录为可再生能源弃功率 EP(t);反之，若系统内可再生能源出力低于负荷需求，不足部分由储能放电补充。
[0031] 无储能策略：若保护装置动作将蓄电池储能所在区域隔离，系统运行于柴油发电 机调度策略下。采用的柴油发电机调度策略为：优先利用可再生能源发电向负荷供电，不足 部分由柴油发电机提供。此策略下，系统根据本步长的净负荷情况选择柴油发电机开启台 数：若净负荷小于0,强制开启一台柴油发电机来保证系统稳定运行，并记录可再生能源弃 功率EP (t);若净负荷大于0,根据净负荷值大小选择适当的柴油发电机开启台数，若可用 柴油发电机全部投入运行仍不能满足净负荷需求，令柴油发电机开启台数等于可用柴发台 数。
[0032] 硬充电策略：当独立微网内所有含电源区域均正常投入工作时，系统在运行过程 中需要协调柴油发电机、可再生能源发电和储能间的关系。为了尽可能减少柴油发电机的 燃料消耗，更加充分地利用系统内的可再生能源，选择硬充电策略作为该模式下的协调运 行策略。该策略下，柴油发电机与蓄电池储能可轮流做主电源满足净负荷需求（系统总负 荷与可再生能源发电出力的差值），其流程如图2所示。
[0033] 图2中，P1-P6分别代表系统净负荷、计入系统备用容量的净负荷、蓄电池最大充 电功率、蓄电池最大放电功率、柴油发电机组最大出力、柴油发电机组最小出力（大于〇)。 该策略根据该时刻系统净负荷和备用容量，以及上一时刻中柴油发电机开启台数与储能充 放电功率来计算本步长中应开启柴发台数n t，进而根据系统净负荷计算蓄电池充放电功率 Pbat(t)、系统弃能量EP(t)等指标，为下一时刻的修正策略环节提供基本信息。
[0034] 根据所述有功调度信息，利用潮流计算得到系统的有功功率缺额和无功功率缺 额；根据所述系统有功功率缺额和无功功率缺额，利用修正策略对不可再生能源发电机组 和储能电池的调度指令进行修正，并调用可中断负荷的削减策略。
[0035] 在上述基于有功平衡的协调运行策略基础上，本发明进一步提出了基于潮流平衡 的修正策略。修正策略流程如图3所示：
[0036] 为计算系统潮流，需要给定系统的节点、支路和发电机信息，本发明选择以馈线区 域为基本单位存储上述信息，以便于对潮流输入信息进行重组。需要强调的是，蓄电池储能 系统中的双向变流器能够在四个象限运行，即它可以在变流器容量限制内，根据系统需求 吸收或放出有功功率和无功功率。因此对于无功容量有限的独立微网供电系统，在其运行 策略中必须计及蓄电池储能的无功能力。此外，考虑到可再生能源发电功率高于负荷需求 时带来的节点电压抬升问题，本发明计及可再生能源出力的削减，即协调运行策略结果中 的弃功率EP (t)不作为风力发电机的有效出力计入潮流计算中。
[0037] 在修正策略中，独立微网供电系统对各电源下发的指令与系统实时的有功缺额 Pladi(t)和无功缺额Qladi(t)有关，其计算方式分别如下：
[0038] Piack (t) = max (0, Ps. re (t) -Ps. max (t)) (1)
[0039] Qlack (t) = max (0, Qs. re (t) _QS. (t)) (2)
[0040] 式中，Ps.re(t)、Qs.re(t)为潮流结果中平衡节点应提供的有功、无功出力；P s.max(t)、 Qs._(t)为主电源所能提供的最大有功、无功功率，当柴油发电机或储能系统作为主电源 时，其计算分别如下：
【主权项】
1. 一种独立微网供电系统供电可靠性负荷削减方法，其特征在于，将独立微网系统划 分为不同的馈线区域；主控电源采用集中接入方式，经变压器与不同的馈线区域相连；独 立微网系统还包括可再生能源发电机和或储能装置，设置在变压器高压侧相连的母线上或 设置在馈线区域内部；确定独立微网供电系统中的可中断负荷，并按照有功负荷量从小到 大和或按照重要程度从轻量级到重量级的顺序构建负荷削减表。
2. 根据权利要求1所述的独立微网供电系统供电可靠性负荷削减方法，其特征在于， 当储能装置作为主控电源时，若存在功率缺额，开启一台待命状态的不可再生能源发电机 来弥补该缺额；当不可再生能源发电机作为主控电源时，若存在功率缺额，优先调用储能装 置的有功、无功电能来弥补该缺额，当储能装置不足W补充缺额时，再选择开启一台待命状 态的不可再生能源发电机来弥补该缺额；若系统内所有电源都已处于满发状态，但仍存在 功率缺额，此时需要调用负荷削减方法。
3. 根据权利要求1所述的独立微网供电系统供电可靠性负荷削减方法，其特征在于， 所述负荷削减方法还包括，当进行负荷削减时，W所述负荷削减表为依据，按顺序同时切除 可中断负荷点的有功和无功负荷，在每一次切除后对当前系统的有功总负荷和无功总负荷 进行更新，重新判断主控电源额定容量是否能满足更新后的系统总负荷，能则负荷削减终 止，系统恢复供电，记录下可中断负荷的切除总量，否则继续执行负荷削减策略，直至满足 所述判断或所有可中断负荷均被切除为止。
4. 根据权利要求3所述的独立微网供电系统供电可靠性负荷削减方法，其特征在于， 所述负荷削减方法还包括，若切除所有可中断负荷后仍不能满足所述判断依据，系统内所 有负荷点均停电。
5. 根据权利要求2所述的独立微网供电系统供电可靠性负荷削减方法，其特征在于， 还包括自动保护装置，设置在变压器高压侧和馈线区域入口，用于故障时自动切断故障区 域与供电系统其它区域的连接；当区域内任意元件发生故障时，相应自动保护装置将迅速 动作令整个馈线区域隔离。
6. 根据权利要求3所述的独立微网供电系统供电可靠性负荷削减方法，其特征在于， 将独立微网供电系统划分为不同的馈线区域，读取系统内可再生能源发电机组、不可再生 能源发电机组和储能装置等电源设备运行参数和故障参数，W及馈线区域的基本潮流信息 和故障信息；根据所有电源设备和馈线区域的故障参数，对所述电源设备和馈线区域进行 时刻状态抽样，得到所述电源设备和馈线区域的状态变化循环序列；将所述状态变化循环 序列与系统的拓扑结构相结合，得到系统正常联通区域；根据所述系统正常连通区域内的 可调度电源种类，选择协调运行策略初步判断系统的有功平衡，并记录不可再生能源发电 机组的开启台数、电池的充放电功率和可再生能源发电机组的过剩功率的有功调度信息进 行有功调度。
7. 根据权利要求6所述的独立微网供电系统供电可靠性负荷削减方法，其特征在于， 根据所述有功调度信息，利用潮流计算得到系统的有功功率缺额和无功功率缺额；根据所 述系统有功功率缺额和无功功率缺额，利用修正策略对不可再生能源发电机组和储能电池 的调度指令进行修正，并调用可中断负荷的削减策略。
8. 根据权利要求1所述的独立微网供电系统供电可靠性负荷削减方法，其特征在于， 还包括手动隔离开关，设置在供电系统网架结构的分支上，用于对相应负荷点的切除操作。
【专利摘要】本发明提供了一种独立微网供电系统供电可靠性负荷削减方法。将独立微网系统划分为不同的馈线区域；主控电源采用集中接入方式，经变压器与不同的馈线区域相连；独立微网系统还包括可再生能源发电机和或储能装置，设置在变压器高压侧相连的母线上或设置在馈线区域内部；确定独立微网供电系统中的可中断负荷，并按照有功负荷量从小到大和或按照重要程度从轻量级到重量级的顺序构建负荷削减表。在可再生能源具有随机性、间歇性的特点的情况下，在独立微网系统规划设计中，可以充分利用可再生能源，同时保证了系统的供电可靠性。
【IPC分类】H02J3-14
【公开号】CN104682398
【申请号】CN201510136905
【发明人】张胜飞, 王强, 郭力, 余熙, 王劲, 李嘉逸, 夏雪, 孙建伟, 余舟子, 肖汉, 郑勇, 付浩, 陈卓, 黄晓明
【申请人】中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月26日