基于元件和設備的中低壓直流配電網(wǎng)可靠性評估.pdf

1、隨著電力電子技術的發(fā)展和新能源并網(wǎng)的普及，直流配電網(wǎng)將是未來電網(wǎng)的一種重要形態(tài)。一方面，現(xiàn)有分布式可再生電源大多以輸出直流電為主；另一方面，配網(wǎng)末端的負荷也多采用直流供電。傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)越來越難以適應電源和負荷側的變革，直流配電網(wǎng)是未來的發(fā)展趨勢。以滿足用戶供電的可靠性和電力公司的經(jīng)濟性為目的，研究直流配電網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟性，對直流配電網(wǎng)的規(guī)劃和運行具有重要意義。據(jù)此，本文以深圳某工業(yè)園區(qū)直流配電網(wǎng)示范工程為算例，對三種典型拓撲的中低壓

2、直流配電網(wǎng)可靠性和經(jīng)濟性進行了研究。主要內(nèi)容如下：
　?、俣x了直流配電網(wǎng)節(jié)點類型，提出了一種基于負荷等效電導迭代的節(jié)點電壓法，用于計算直流配電網(wǎng)主網(wǎng)絡潮流，為可靠性評估和經(jīng)濟性損耗計算提供潮流依據(jù)。以手拉手直流配電網(wǎng)拓撲為例，驗證了算法的合理性和有效性?？紤]直流配電網(wǎng)的新能源接入，對計及新能源可靠發(fā)電的直流配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性指標進行補充，結合傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)可靠性指標，綜合評估直流配電網(wǎng)的可靠性。
　?、谔岢鼍C合考慮元件、設備

3、、系統(tǒng)的直流配電網(wǎng)可靠性評估方法。以直流配電網(wǎng)關鍵設備的核心元件為切入點，圍繞Infineon的絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）模塊，基于Coffin-Manson-Arrheniu和Bayerer壽命模型評估了IGBT模塊的壽命和故障率。在此基礎上建立了換流站、直流變壓器、直流斷路器等直流配電網(wǎng)關鍵設備的可靠性模型，結合IEEE Std493等標準，采用元件計數(shù)法預測了關鍵設備的可靠性參數(shù)，為直流配電網(wǎng)可靠性評估提供原始可靠性參數(shù)。

4、r>　　③采用蒙特卡洛法對直流配電網(wǎng)三種典型拓撲的可靠性進行了評估，研究了新能源電源的并網(wǎng)位置、分散性等因素，對直流配電網(wǎng)可靠性的影響；在此基礎上計算了三種拓撲的經(jīng)濟性，優(yōu)化了直流配電網(wǎng)拓撲方案。算例結果表明：三種拓撲中，環(huán)網(wǎng)型可靠性水平最高，輻射型最低；新能源并網(wǎng)之后，三種拓撲的可靠性水平都有所改善，其中輻射型提高幅度最大，環(huán)網(wǎng)型提高幅度最小，說明了增加電源個數(shù)對直流配電網(wǎng)可靠性的改善程度有限；新能源電源分別在中壓和低壓母線處并網(wǎng)時，