微電網(wǎng)(Micro-grid，microgrid)，也稱微網(wǎng)，是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。

微電網(wǎng)是相對(duì)傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個(gè)概念。美國、歐洲等國家和地區(qū)對(duì)微電網(wǎng)的定義也不盡相同。1)美國對(duì)微電網(wǎng)的定義：微電網(wǎng)是一種由負(fù)荷和微電源共同組成的系統(tǒng)，其內(nèi)部電源主要由電力電子器件負(fù)責(zé)能量的轉(zhuǎn)換，并提供必要的控制;當(dāng)微電網(wǎng)與主網(wǎng)因?yàn)楣收贤蝗唤饬袝r(shí)，微電網(wǎng)還能夠維持對(duì)自身內(nèi)部的電能供應(yīng)，直到故障排除。2)歐洲對(duì)微電網(wǎng)的定義：利用一次能源，使用微型電源，分為不可控、部分可控和全控三種，并可冷、熱、電三聯(lián)供;配有儲(chǔ)能裝置，使用電力電子裝置進(jìn)行能量調(diào)節(jié)。

微電網(wǎng)各元件技術(shù)參數(shù)及經(jīng)濟(jì)性尚處研究試驗(yàn)階段，是新型電力系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容。其綜合了分布式發(fā)電、新型電力電子、儲(chǔ)能和可再生能源等技術(shù)，其主要組成部分包括微電源(分布式電源)、儲(chǔ)能裝置、負(fù)荷和中心控制系統(tǒng)等，具有自治、穩(wěn)定、兼容、靈活的特點(diǎn)。微電網(wǎng)有并網(wǎng)和自治兩種運(yùn)行方式，并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)可由外部電網(wǎng)和內(nèi)部分布式電源聯(lián)合向負(fù)荷供電，當(dāng)外部電網(wǎng)出現(xiàn)故障或存在電能質(zhì)量問題時(shí)，可由微電網(wǎng)中心控制系統(tǒng)控制微電網(wǎng)與主網(wǎng)斷開實(shí)現(xiàn)自治運(yùn)行，即僅由內(nèi)部分布式電源給負(fù)荷供電，當(dāng)故障解除后，微電網(wǎng)重新恢復(fù)并網(wǎng)運(yùn)行。

然而，微電網(wǎng)自身的可靠性水平及微電網(wǎng)接入配電系統(tǒng)后對(duì)系統(tǒng)可靠性影響等問題，已引起電力科研工作者的密切關(guān)注，但進(jìn)入實(shí)質(zhì)研究階段的卻不多，尤其是關(guān)于微電網(wǎng)自身的可靠性評(píng)估的研究，目前在國內(nèi)外還很鮮見。本文對(duì)含微電網(wǎng)的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估進(jìn)行了探索，下面對(duì)此作簡要介紹。

2 含微電網(wǎng)的新型配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估

隨著微電網(wǎng)的接入，傳統(tǒng)的單電源輻射狀配電網(wǎng)變成了一個(gè)遍布電源和負(fù)荷的多電源新型配電網(wǎng)，改變了配電網(wǎng)輻射狀的結(jié)構(gòu)，增加了配電網(wǎng)潮流的不確定性。同時(shí)，微電網(wǎng)中分布式電源的輸出功率具有隨機(jī)性和間歇性。這些問題對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行和控制產(chǎn)生了一系列的影響，也給含微電網(wǎng)的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估帶來巨大的挑戰(zhàn)。因此，配電系統(tǒng)可靠性的評(píng)估理論與方法也將隨之產(chǎn)生變革。本文對(duì)含微電網(wǎng)的配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估研究如下：

1)分布式電源的可靠性評(píng)估模型

與傳統(tǒng)電源相比，分布式發(fā)電具有一次能源多樣性、接入位置和運(yùn)行方式靈活、電源出力特性不同等特征，且風(fēng)電、光伏等主要分布式電源具有明顯的間歇性、隨機(jī)性等特點(diǎn)。因此，各類型分布式電源的建模是對(duì)含分布式電源的配電系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評(píng)估的首要問題。

針對(duì)風(fēng)電、光伏等間歇、隨機(jī)性分布式電源建模的研究較多。常用方法是將分布式電源等效為常規(guī)電源進(jìn)行處理，建立分布式電源的多狀態(tài)概率模型。實(shí)際風(fēng)電機(jī)組、光伏電池的出力隨風(fēng)速、日照強(qiáng)度等因素實(shí)時(shí)變化，幅值從零到額定值之間不斷隨機(jī)變化。通過多狀態(tài)概率模型將出力連續(xù)變化的風(fēng)電機(jī)組等效為離散的多狀態(tài)發(fā)電機(jī)模型，以便于利用模擬法或解析法計(jì)算系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。

同樣地，可應(yīng)用該思想可建立計(jì)及控制策略的儲(chǔ)能設(shè)備可靠性模型。

2)分布式電源孤島劃分

當(dāng)主網(wǎng)發(fā)生故障或者安全穩(wěn)定運(yùn)行需要時(shí)，微電網(wǎng)能進(jìn)入孤島運(yùn)行狀態(tài)，該模式對(duì)孤島內(nèi)負(fù)荷點(diǎn)供電可靠性有重要影響，但孤島的劃分需要考慮分布式電源功率輸出的隨機(jī)性、負(fù)荷的不確定性以及保護(hù)配置等因素的影響。

目前，常用的孤島劃分策略僅簡單地考慮微電網(wǎng)中分布式電源與負(fù)荷的功率平衡。實(shí)際上，孤島運(yùn)行中還需考慮微電源功率捕捉技術(shù)、控制技術(shù)、運(yùn)行狀態(tài)的平滑過渡、電源出力隨機(jī)性等因素。

3)負(fù)荷及元件可靠性參數(shù)的不確定性

負(fù)荷的特性對(duì)可靠性評(píng)估有著重要的影響，傳統(tǒng)可靠性評(píng)估中往往將負(fù)荷處理為定值，取平均負(fù)荷或者尖峰負(fù)荷;對(duì)于元件的可靠性參數(shù)，也常根據(jù)一定的函數(shù)分布取相應(yīng)的期望值。分布式電源加入配電網(wǎng)后，確定性的負(fù)荷和元件參數(shù)將無法適應(yīng)分布式電源的動(dòng)態(tài)特性，尤其在孤島運(yùn)行方式下，負(fù)荷特性的研究對(duì)孤島安全穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要。現(xiàn)有研究中，對(duì)負(fù)荷的隨機(jī)波動(dòng)，大都采用統(tǒng)計(jì)學(xué)或啟發(fā)式的預(yù)測方法進(jìn)行處理，其依賴于負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)。隨著微電網(wǎng)