计及分布式电源的配电网静态电压稳定性研究
发布时间：2022-01-24 11:24
随着社会的高速发展,传统的化石能源开采已无法完全满足人民日益增长的美好生活需求,清洁能源作为一种可再生、低污染、能够持续发展的新能源类型,其开发利用逐渐受到社会的关注与发展。分布式电源作为一种以清洁能源为主要利用对象,可以直接接入用户侧的发电设备,具有接入方式灵活、环境污染小、能源种类多样、系统可靠性高等优势。虽然分布式电源有着诸多优点,但是由于其对外部环境依赖性较强的自身特点,导致其出力具有一定的随机性和波动性,接入电网会后对电力系统稳定性产生诸多不利影响。分布式电源接入后,原有电网结构受到改变,电源点数量有所增加,系统潮流也随之变化,导致其对电力系统各节点静态电压稳定性产生较大影响。本文主要研究了分布式电源接入配电网后对其静态电压稳定性的影响,并对其不利影响提出了相应解决方案。本文介绍了国内外分布式电源的发展现状以及主要研究问题,以分布式电源接入对配电网静态电压稳定性的影响作为研究对象。对分布式电源进行阐述,着重分析了四种典型的分布式电源的发电机理、技术特征以及并网方式,选择PQ型潮流节点分布式电源作为仿真对象。同时,通过数学推导对分布式电源接入后对电力系统潮流及静态电压稳定性的影...
【文章来源】：陕西理工大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
019全国装机容量构成情况
陕西理工大学硕士学位论文-8-相比几乎可以称为“零排放”，所以可以在生态保护要求较高的地区进行建设，且由于其分散布置的特点，无需大规模集中征地，节省大量土地资源。（3）经济性。DG的建设投入相比于传统的大电网“发、输、变、配”环节建设投入大大减少，且可以带来较为可观的收益，从而避免了大规模资金的投入，减少投资者资金压力。此外，如热电联产型DG还可对发电产生的余热进行回收利用，进一步提高能源利用率。（4）可靠性。DG从诞生到现在经过几十年的发展，其设备技术均已相对成熟，生产状态较为稳定，且由于DG本身的分散接入、相互独立的特性，一个DG的故障不会传递给其他DG，可以有效避免连锁事故的发生，大幅提高供电可靠性。2.2分布式电源的种类及原理DG的分类主要依据其所利用的一次能源种类，目前常见的DG有光伏阵列型、风力机组型、微型燃气轮型和蓄电池型。2.2.1光伏阵列型DG原理光伏阵列型DG主要以大量光伏电池串并联形成光伏阵列为发电设备，其并网结构图如图2-1所示。图2-1光伏阵列并网结构图Fig.2-1PhotovoltaicArrayGrid-connectedStructureDiagram光伏电池使用用单晶硅等半导体材料制成，其结构类似于二极管PN结结构，当光源照射到电池上时PN结两端就会产生电压，基于光伏电池特性的等效电路如图2-2所示[40]。
第2章分布式电源概述-9-图2-2光伏电池等效模型Fig.2-2Photovoltaicbatteryequivalentmodel由图2-1可以得到较为简单的光伏电池的U-I特性公式：sksphdshe1qUIRATUIRIIIR（2.1）tUkT/q（2.2）式（2.1）、（2.2）中:Rs和Rsh分别为等效串联阻抗和等效并联阻抗；T表示电池温度；q=1.6×10-19C，表示电子电荷常数；A表示无量纲任意曲线拟合常数,且1≤A≤2。当光伏电池输出为高电压时，A=1；当光伏电池输出为低电压时，A=2；k=1.38×10-23J/K，为波尔兹曼常数；Iph表示光生电流；Id表示流过二极管的反向饱和漏电流。Iph和Id的大小随环境的变化而变化，需根据具体光伏电池工况下的光照强度及温度来确定。单个光伏电池输出功率有限，随意常将多个光伏电池通过串并联方式连接，多个光伏电池输出的电流再经过汇流箱汇流进行输出，形成整个光伏阵列提高输出功率。根据式（2.1）、（2.2）可以看出光伏阵列的出力与光照强度与环境温度关系较大，根据实际情况，可将光伏阵列输出功率公式可简化为[41]：STCPSTCSTC()()1()GtPtPTtTG（2.3）式（2.3）中，η表示光伏电池效率；PSTC表示标准测试条件（StandardTestCondition）下光伏电池输出功率；GSTC表示标准测试条件下太阳光照强度；αP表示功率温度系数；T表示光伏电池板工作温度；TSTC表示标准测试条件温度。由于光伏电池由光电效应产生的是直流电，需经过逆变器控制逆变为符合电网接入
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国实现碳减排双控目标的可行性及最优路径——能源结构优化的视角[J]. 王勇,王颖. 中国环境科学. 2019(10)
[2]我国能源结构优化研究现状及展望[J]. 杨英明,孙建东,李全生. 煤炭工程. 2019(02)
[3]基于MATLAB与PSASP环网调压措施的差异分析研究[J]. 李惜玉,洪敏,陈伟德,杨康宜. 实验科学与技术. 2018(03)
[4]含分布式能源的主动配电网实时拓扑追踪[J]. 赵月辉,彭钰莹,顾全,陈根军. 电力大数据. 2018(06)
[5]分布式发电系统接入对配电网电压分布的影响分析[J]. 邢晓敏,张萌,商国敬,刘曼曼. 东北电力大学学报. 2018(02)
[6]基于改进微分进化算法的风光互补系统发电容量优化配置[J]. 陈天,蔡泽祥,谢鹏,Fran?ois AUGER,Salvy BOURGUET. 电力科学与技术学报. 2017(03)
[7]含分布式电源与随机负荷的主动配电网保护[J]. 李振兴,田斌,尹项根,孟晓星,戚宣威. 高电压技术. 2017(04)
[8]分布式电源对配电网电压的影响分析及其优化控制策略[J]. 肖浩,裴玮,邓卫,孔力. 电工技术学报. 2016(S1)
[9]分布式电源接入对配电网可靠性影响的仿真分析[J]. 李蕊,李跃,郭威,刘海涛. 电网技术. 2016(07)
[10]含分布式电源的配电网快速前推回代算法[J]. 刘会家,李奔,廖小兵,李珺. 水电能源科学. 2016(06)
硕士论文
[1]含多种分布式电源的微电网优化配置研究[D]. 曾胜利.南昌大学 2019
[2]双馈式风力发电并网电压稳定性研究[D]. 孙荔伟.陕西理工大学 2019
[3]分布式电源对配网电压的影响及优化配置研究[D]. 谢超.中国矿业大学 2019
[4]含分布式电源的配电网规划研究[D]. 董良.东北大学 2011
本文编号：3606487
【文章来源】：陕西理工大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
019全国装机容量构成情况
陕西理工大学硕士学位论文-8-相比几乎可以称为“零排放”，所以可以在生态保护要求较高的地区进行建设，且由于其分散布置的特点，无需大规模集中征地，节省大量土地资源。（3）经济性。DG的建设投入相比于传统的大电网“发、输、变、配”环节建设投入大大减少，且可以带来较为可观的收益，从而避免了大规模资金的投入，减少投资者资金压力。此外，如热电联产型DG还可对发电产生的余热进行回收利用，进一步提高能源利用率。（4）可靠性。DG从诞生到现在经过几十年的发展，其设备技术均已相对成熟，生产状态较为稳定，且由于DG本身的分散接入、相互独立的特性，一个DG的故障不会传递给其他DG，可以有效避免连锁事故的发生，大幅提高供电可靠性。2.2分布式电源的种类及原理DG的分类主要依据其所利用的一次能源种类，目前常见的DG有光伏阵列型、风力机组型、微型燃气轮型和蓄电池型。2.2.1光伏阵列型DG原理光伏阵列型DG主要以大量光伏电池串并联形成光伏阵列为发电设备，其并网结构图如图2-1所示。图2-1光伏阵列并网结构图Fig.2-1PhotovoltaicArrayGrid-connectedStructureDiagram光伏电池使用用单晶硅等半导体材料制成，其结构类似于二极管PN结结构，当光源照射到电池上时PN结两端就会产生电压，基于光伏电池特性的等效电路如图2-2所示[40]。
第2章分布式电源概述-9-图2-2光伏电池等效模型Fig.2-2Photovoltaicbatteryequivalentmodel由图2-1可以得到较为简单的光伏电池的U-I特性公式：sksphdshe1qUIRATUIRIIIR（2.1）tUkT/q（2.2）式（2.1）、（2.2）中:Rs和Rsh分别为等效串联阻抗和等效并联阻抗；T表示电池温度；q=1.6×10-19C，表示电子电荷常数；A表示无量纲任意曲线拟合常数,且1≤A≤2。当光伏电池输出为高电压时，A=1；当光伏电池输出为低电压时，A=2；k=1.38×10-23J/K，为波尔兹曼常数；Iph表示光生电流；Id表示流过二极管的反向饱和漏电流。Iph和Id的大小随环境的变化而变化，需根据具体光伏电池工况下的光照强度及温度来确定。单个光伏电池输出功率有限，随意常将多个光伏电池通过串并联方式连接，多个光伏电池输出的电流再经过汇流箱汇流进行输出，形成整个光伏阵列提高输出功率。根据式（2.1）、（2.2）可以看出光伏阵列的出力与光照强度与环境温度关系较大，根据实际情况，可将光伏阵列输出功率公式可简化为[41]：STCPSTCSTC()()1()GtPtPTtTG（2.3）式（2.3）中，η表示光伏电池效率；PSTC表示标准测试条件（StandardTestCondition）下光伏电池输出功率；GSTC表示标准测试条件下太阳光照强度；αP表示功率温度系数；T表示光伏电池板工作温度；TSTC表示标准测试条件温度。由于光伏电池由光电效应产生的是直流电，需经过逆变器控制逆变为符合电网接入
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国实现碳减排双控目标的可行性及最优路径——能源结构优化的视角[J]. 王勇,王颖. 中国环境科学. 2019(10)
[2]我国能源结构优化研究现状及展望[J]. 杨英明,孙建东,李全生. 煤炭工程. 2019(02)
[3]基于MATLAB与PSASP环网调压措施的差异分析研究[J]. 李惜玉,洪敏,陈伟德,杨康宜. 实验科学与技术. 2018(03)
[4]含分布式能源的主动配电网实时拓扑追踪[J]. 赵月辉,彭钰莹,顾全,陈根军. 电力大数据. 2018(06)
[5]分布式发电系统接入对配电网电压分布的影响分析[J]. 邢晓敏,张萌,商国敬,刘曼曼. 东北电力大学学报. 2018(02)
[6]基于改进微分进化算法的风光互补系统发电容量优化配置[J]. 陈天,蔡泽祥,谢鹏,Fran?ois AUGER,Salvy BOURGUET. 电力科学与技术学报. 2017(03)
[7]含分布式电源与随机负荷的主动配电网保护[J]. 李振兴,田斌,尹项根,孟晓星,戚宣威. 高电压技术. 2017(04)
[8]分布式电源对配电网电压的影响分析及其优化控制策略[J]. 肖浩,裴玮,邓卫,孔力. 电工技术学报. 2016(S1)
[9]分布式电源接入对配电网可靠性影响的仿真分析[J]. 李蕊,李跃,郭威,刘海涛. 电网技术. 2016(07)
[10]含分布式电源的配电网快速前推回代算法[J]. 刘会家,李奔,廖小兵,李珺. 水电能源科学. 2016(06)
硕士论文
[1]含多种分布式电源的微电网优化配置研究[D]. 曾胜利.南昌大学 2019
[2]双馈式风力发电并网电压稳定性研究[D]. 孙荔伟.陕西理工大学 2019
[3]分布式电源对配网电压的影响及优化配置研究[D]. 谢超.中国矿业大学 2019
[4]含分布式电源的配电网规划研究[D]. 董良.东北大学 2011
本文编号：3606487
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