含有分布式电源的配电网调压方案研究

发布时间：2017-06-15 17:13

  本文关键词：含有分布式电源的配电网调压方案研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为缓解经济快速发展与化石能源逐渐枯竭、生态环境日益恶化的矛盾,分布式发电(Distributed Generation, DG)由于具有清洁环保、安全可靠、投资小、占地少等优点,获得了世界各国的大力发展和应用。随着DG渗透率的提高,其对配电网电压的影响已不应忽视。目前,传统配电网的调压手段主要是采用有载调压变压器控制变电站二次侧电压,并配合静电电容器就地补偿无功功率。然而传统调压手段有其局限性,当长馈线末端的电压出现严重越限时,大幅度调节有载调压器的分接头可能无法满足末端电压的运行要求,甚至造成变电站二次侧过电压。此外,并联电容器只能发出无功功率,不能有效解决高渗透率的DG接入配电网引起的过电压问题。因此,研究适应分布式电源接入的配电网调压方案,以弥补传统调压方法的不足,具有理论意义和工程价值。论文的主要工作和成果如下：首先,针对当前主要的分布式电源,理论分析了它们的无功/电压调节能力及其控制策略；基于分析分布式电源在潮流计算中的处理方法,通过潮流计算,仿真分析了DG接入位置、接入容量、功率因数和类型对配电网电压的影响。其次,提出了一种利用OLTC和D-STATCOM协调配合的含DG配电网的调压方案。基于静止同步补偿器(D-STATCOM)良好的无功/电压调节能力,选择D-STATCOM配合变电站有载调压器(On-load Tap Changer, OLTC)实现对馈线电压的调节,设定了有载调压器和静止同步补偿器各自的电压动作范围,以解决DG出力和负荷变化导致的过电压或低电压问题。在电网较为极端的工况下,通过D-STATCOM调节其输出的无功功率,将电压调至OLTC动作的范围之内,进而由OLTC调节其分接头,最终将所有节点的电压调至合理的范围之内。仿真研究表明,本文所提方法达到了预期的调压效果,可以降低OLTC分接头的动作次数,从而延长其使用寿命。最后,提出了一种DG主动参与配电网调压的基于分区协调控制的调压策略。为充分发挥DG的作用,可以将具备无功调节能力的DG作为调压手段主动参与配电网的调压。为此,定义了节点位置指数的概念,用于确定DG能够提供最大电压支撑的接入位置；通过潮流计算和电压敏感度分析,获得DG功率变化对节点电压的影响程度,进而划分出DG以及OLTC的本地调压域；为避免各调压设备的无序动作,提出了基于区域划分的协调顺序调压策略。IEEE33节点配电系统的仿真结果表明,所提方法能够充分发挥DG的无功／电压支撑能力,实现快速准确的调压,避免无效调压和各调压装置的冲突动作。
【关键词】：配电网 分布式电源 电压调整 位置指数 区域划分
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM727;TM76
【目录】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第1章 绪论14-19
• 1.1 课题研究背景及意义14-15
• 1.2 有源配电网调压方案的研究现状15-17
• 1.2.1 分布式电源不参与的调压方法15-16
• 1.2.2 分布式电源参与的调压方法16-17
• 1.3 论文的主要工作17-19
• 第2章 分布式电源的无功调节能力19-26
• 2.1 太阳能光伏发电19-20
• 2.2 微型燃气轮机20-22
• 2.3 风力发电22-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第3章 DG对有源配电网电压的影响26-40
• 3.1 潮流计算中DG的节点处理方法26-29
• 3.2 含DG的有源配电网潮流计算方法29-31
• 3.3 潮流计算分析DG接入配电网对电压产生的影响31-38
• 3.3.1 仿真模型32
• 3.3.2 系统电压受DG接入容量影响的分析32-34
• 3.3.3 系统电压受DG接入位置影响的分析34-36
• 3.3.4 系统电压受DG功率因数影响的分析36-37
• 3.3.5 系统电压受不同类型DG影响的分析37-38
• 3.4 本章小结38-40
• 第4章 基于OLTC和D-STATCOM协调配合的有源配电网调压方案40-53
• 4.1 配电网调压措施40-47
• 4.1.1 发电机调压40
• 4.1.2 改变变压器变比调压40-42
• 4.1.3 采用无功补偿装置调压42-47
• 4.2 OLTC与D-STATCOM配合调压的理论分析47-49
• 4.2.1 理论提出的依据47
• 4.2.2 OLTC与D-STATCOM配合调压策略47-49
• 4.3 OLTC与D-STATCOM配合调压的仿真分析49-52
• 4.3.1 仿真模型49
• 4.3.2 调压方案比较49-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第5章 考虑DG接入位置的基于分区协调控制的有源配电网调压方法53-75
• 5.1 DG最佳接入位置53-55
• 5.1.1 位置指数53-55
• 5.1.2 系统各节点戴维宁等效电路55
• 5.2 基于分区协调控制的电压调整策略55-59
• 5.2.1 多DG间的调压域划分55-57
• 5.2.2 计及OLTC的调压域划分57-58
• 5.2.3 协调顺序调压策略58-59
• 5.3 仿真分析59-73
• 5.3.1 仿真模型59
• 5.3.2 确定DG接入位置和接入个数59-63
• 5.3.3 验证DG接入位置的正确性63-65
• 5.3.4 划分电压调节域65-69
• 5.3.5 验证基于区域划分的协调顺序调压策略的正确性69-73
• 5.4 本章小结73-75
• 第6章 结论与展望75-77
• 6.1 结论75-76
• 6.2 展望76-77
• 附录：IEEE 33节点配电系统参数77-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-83
• 攻读学位期间发表的学术论文和参加科研情况83-84
• 附件84

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