分布式供电系统中电压质量的研究

发布时间：2019-12-04 10:19

【摘要】：近年来，随分布式电源（DG）技术研究的不断深入以及电力用户对供电可靠性和电压质量要求的不断提高，含DG的配电系统（分布式供电系统）电压质量问题日益突出。DG输出功率具有波动性和随机性，且负荷投切频繁、系统运行方式多样，使得分布式供电系统的电压分析与控制更加复杂、困难，提高电压质量的新技术已成近年来该领域新的研究热点。分布式供电系统电压低、容量小，其功率传输特性和电压变化规律与传统大电网有很大不同，传统的电压分析与控制方法将不再适用。目前研究主要集中在并网逆变器的控制，对分布式供电系统电压变化机理鲜有涉及，也没有从系统角度考虑电压质量改善的方法与策略。为此，本文从系统角度出发，研究分布式供电系统中电压变化机理，分析DG对电压质量的影响，并寻求相应改善措施，保证用户对优质电能的需求意义重大。首先，本文考虑分布式供电系统供电形式、运行方式以及线路参数等与传统大电网的差异，对分布式供电系统的功率传输特性进行了重新推导，并研究了分布式供电系统的电压变化机理。然后，就DG对电压质量影响研究中忽略DG特性差异所造成的不足，充分考虑不同分布式电源的特性差异，将其恰当分类，研究了不同运行方式下每类分布式电源对电压质量的影响，并总结了引起分布式供电系统电压变化的相关影响因素。针对分布式电源功率变化引起的电压波动，提出分别采用超级电容器储能和微型燃气轮机平滑DG功率波动从而改善电压的方法，并对两种方法的模型和控制策略进行了较为深入的研究。基于PSCAD仿真环境进行了建模，并仿真分析了风速变化、大型阻感性负载投切以及外部故障情况下两种方法对电压质量的改善，仿真结果验证了所提方法的有效性。此外，还考虑在分布式供电系统规划设计以及改造建设阶段，通过分布式电源与地区负荷的适应性匹配，在满足不同地区负荷对电压质量需求同时充分发挥分布式电源优势，进一步提高分布式供电系统的电压质量，算例分析验证了所提方法的有效性。最后，提出在充分考虑分布式电源和负荷特性基础上，通过分布式供电系统组网方式的优化设计提高电压质量的新方法，这种思路在目前研究中还鲜有所见。本文理论推导以及所提电压质量改善方法和思路的研究成果，可为分布式供电系统电压质量的分析、控制及改善提供重要参考。
【图文】：

异步发电机,等值电路,定子漏抗,稳态

图 3-3 异步发电机简化等值电路Fig 3-3 Simplified equivalent circuit of induction generator电抗，X1为定子漏抗，X2为转子漏抗，Xc为机端并转差率，，定子电阻忽略。：2 2 222+=P s x RVR s （）22=pV PxQ sx R （ + ）；c mpc mX XxX X 。功率由风速决定，稳态计算中可认为是已知的，由系式：2 2 4 2 242pV V V P xQx x ，说明以异步电机作为接口的分布式电源，在稳态43]。

逆变器,电源,分布式电源,燃料电池

222=pV PxQ sx R （ + ）；c mpc mX XxX X 。功功率由风速决定，稳态计算中可认为是已知的，由系式：2 2 4 2 242pV V V P xQx x 0，说明以异步电机作为接口的分布式电源，在稳态运[43]。型 DG电、燃料电池、微型燃气轮机等分布式电源需经过电为逆变器型分布式电源。其中，燃料电池、太阳能光电，一般经过电压源型逆变器逆变滤波后并网；而像的交流电需整流成直流，然后逆变为交流电滤波后才用较多的直流逆变器型电源[44]为例，对其功率输出特
【学位授予单位】：上海电力学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM711

【参考文献】