电能质量约束下主动配电网光伏最大渗透率研究

发布时间：2017-07-08 00:14

  本文关键词：电能质量约束下主动配电网光伏最大渗透率研究

  更多相关文章： 分布式光伏 配电网 渗透率 电能质量 调压设备 遗传算法

【摘要】：能源是关系我国经济发展全局的一个重大战略问题,是我国经济和社会可持续发展的重要基础。太阳能资源潜力巨大,作为目前可开发量最大的洁净能源,是极有前途的一种新能源利用方式。随着并网光伏发电的快速发展,电网中光伏发电的比重日益提高。在配电网中接入大规模的光伏电源,使原有的潮流单向流动的放射状被动配电网转变成潮流多向流动甚至反转的有源主动配电网,同时由于光伏发电的能量的传递和转换是建立在电力电子转换器的基础上,光伏的功率输出特性不同于同步发电机组,这将对传统的电力系统造成严重的电能质量问题,且该影响随着光伏发电的规模的扩大而愈加显著。因此,研究配电网在电能质量约束下的光伏最大渗透率对配电网建设与改造具有紧迫的理论指导意义。针对光伏最大渗透率问题,本文主要工作如下：1)建立了适合配电网仿真研究的光伏模型,并对光伏接入配龟网的影响进行研究,通过配电网三相潮流计算得出各个节点电压以及线路电流,分析了光伏不同接入位置以及不同渗透率两种情况对配电网负荷节点电压偏差和电压谐波畸变率的影响。2)提出了光伏的位置分布模型,利用该分布模型在OpenDSS平台下针对多个不平衡配电网络得出电压和谐波约束下的光伏最大渗透率,在此基础上,分析了线路调压器及光伏接入点短路容量与光伏渗透率的关系,并分析得出相应的规律。3)充分考虑配电网已有调压设备的调压能力,提出了利用分区策略对调压器分接头进行优化,以及在此基础上利用遗传算法对无功补偿进行优化,结合调压器和无功补偿的优化调节,在MATLAB开发了优化程序,并基于COM接口,在IEEE123节点系统中进行验证分析,实现电压约束下的光伏渗透率的进一步提升。研究结果表明,光伏渗透率与具体配电网的拓扑结构和线路参数相关,不同位置分布下光伏渗透率的差异明显,光伏接入点越靠近馈线首端,渗透率越大,同时考虑电压偏差和谐波约束下光伏渗透率至少能达到20%,并且考虑配电网已有的调压设备与光伏的协调配合也可显著提高光伏的渗透率。
【关键词】：分布式光伏 配电网 渗透率 电能质量 调压设备 遗传算法
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-14
• 第1章 绪论14-22
• 1.1 课题研究背景及意义14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.3 电能质量概述16-20
• 1.4 本文的主要研究内容及章节安排20-22
• 第2章 基于OpenDSS的主动配电网建模与分析22-34
• 2.1 OpenDSS建模方法22-24
• 2.2 主动配电网模型分析24-33
• 2.2.1 馈线分析25-26
• 2.2.2 调压器模型分析26-30
• 2.2.3 负荷模型分析30-31
• 2.2.4 光伏模型的建立31-33
• 2.3 本章小结33-34
• 第3章 电压偏差和谐波约束下的光伏最大渗透率34-56
• 3.1 光伏渗透率的影响因素34-35
• 3.2 光伏的谐波源模型35
• 3.3 光伏对配电网的影响35-40
• 3.3.1 网络模型36-37
• 3.3.2 光伏对配电网电压偏差的影响37-40
• 3.3.2.1 改变光伏的渗透率对电压的影响37-38
• 3.3.2.2 光伏不同位置下对电压的影响38-40
• 3.3.3 光伏对配电网谐波电压的影响40
• 3.4 配电网光伏最大渗透率40-53
• 3.4.1 光伏的位置选取41-42
• 3.4.2 电压标准和谐波标准的选取42-43
• 3.4.2.1 电压偏差约束42
• 3.4.2.2 谐波电压畸变率约束42-43
• 3.4.3 不同系统的光伏最大渗透率43-46
• 3.4.3.1 IEEE13节点算例评估44-45
• 3.4.3.2 IEEE37节点算例评估45-46
• 3.4.3.3 IEEE123节点算例评估46
• 3.4.4 不同系统进行比较46-47
• 3.4.5 分布式光伏数据结果分析47-49
• 3.4.6 电压约束下线路调压器与光伏的配合49-50
• 3.4.7 谐波约束下光伏渗透率分析50-51
• 3.4.8 短路容量与光伏渗透率的关系51-53
• 3.5 本章小结53-56
• 第4章 考虑调压设备与光伏协调配合的配电网光伏最大渗透率56-74
• 4.1 光伏接入对配电网原有调压器的影响56-58
• 4.1.1 光伏对调压器的影响分析56-58
• 4.2 调压控制算法58-60
• 4.3 利用配电网已有调压设备提升光伏渗透率60-63
• 4.3.1 基于分区策略的调压器分接头优化选择61-62
• 4.3.2 无功补偿优化调压算法62-63
• 4.4 基于遗传算法的无功优化算法63-69
• 4.4.1 遗传算法64-69
• 4.4.1.1 编码设计64
• 4.4.1.2 初始种群生成64-65
• 4.4.1.3 适应度函数65
• 4.4.1.4 选择操作65-66
• 4.4.1.5 交叉操作66
• 4.4.1.6 变异操作66
• 4.4.1.7 遗传算法的基本流程66-69
• 4.5 调压优化算法算例分析69-72
• 4.6 本章小结72-74
• 第5章 总结与展望74-76
• 5.1 总结74-75
• 5.2 课题展望75-76
• 参考文献76-80
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果80-84
• 学位论文数据集84

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本文编号：532370