【正文】 b傳輸?shù)目偣β首優(yōu)?: 整理得 : (2)節(jié)點(diǎn) b的電壓為 式中 Ub 為節(jié)點(diǎn) b 的電壓 。分布式電源的容量為。因此本文以單饋線為模型是可行的。實(shí)際配電網(wǎng)中的負(fù)荷具有種類多 ,隨機(jī)性大等特點(diǎn) ,且負(fù)荷的有功和無功可能會(huì)隨時(shí)間發(fā)生改變 ,對(duì)于這樣的負(fù)荷一般較難確定其模型。調(diào)節(jié)有功功率就要調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩 (功率 ),改變同步發(fā)電機(jī)功角在調(diào)節(jié)有功功率的過程中 ,由于功角的改變 ,即使勵(lì)磁電流不變 ,無功功率的輸出也有改變。 4)發(fā)電機(jī)三相電壓相序等于電網(wǎng)三相電壓相序。該同步發(fā)電機(jī)通過變壓器連接到配電網(wǎng)上 ,它可以表示一個(gè)分布式 電源或在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接的多個(gè)分布式電源 [7]。同時(shí)也可以看出分布式發(fā)電接入系統(tǒng)后 ,使得節(jié)點(diǎn)電壓被抬高 ,某些節(jié)點(diǎn)電壓嚴(yán)重超過上限 ,在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中會(huì)對(duì)用戶造成嚴(yán)重影響 。 DG接入饋線中部 ,如節(jié)點(diǎn)19,局部極大電壓在線 路中部出現(xiàn)。 DG 位置對(duì)電壓的影響 保持每個(gè)分布式電源出力不變只改變它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中的位置。 第 14 頁 圖 23 33 母線測(cè)試系統(tǒng) 要分析 DG不同容量給系統(tǒng)電壓帶來的影響 ,首先我們考慮簡(jiǎn)單情況 ,固定 DG的位置和數(shù)量?；卮鷷r(shí) ,節(jié)點(diǎn)電壓都由上一層節(jié)點(diǎn)電壓決定。所以矩陣 F和矩陣 T都是一維矩陣 ,元素個(gè)數(shù)等于支路數(shù) ,第 i個(gè)元素就是支路 i的送端 (受端 )節(jié)點(diǎn)編號(hào)。如此不斷重復(fù)前推和回代兩個(gè)步驟 ,直至滿足收斂要求。 (5)對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響 分布式電源對(duì)系統(tǒng)的可靠性影響要視情況而定。 (3)對(duì)網(wǎng)損的影響 分布式電源的并入會(huì)改變?cè)芯W(wǎng)絡(luò)的分布形式 ,線路潮流不再是單方向地從電源母線流向各個(gè)負(fù)荷 ,其大小和方向要取決于分布式電源的并網(wǎng)情況 ,因此線路損耗也較原來網(wǎng)絡(luò)發(fā)生改變。其影響主要有電壓閃變和諧波 2個(gè)方面。若設(shè)負(fù)荷運(yùn)行在恒功率模式下 ,系統(tǒng) 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí) ,分布式電源的接入會(huì)減少線路上實(shí)際 第 9 頁 的傳輸功率 ,有的分布式電源同時(shí)發(fā)出無功功率 ,對(duì)線路進(jìn)行補(bǔ)償 ,從而使得線路負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的電壓升高。 分布式發(fā)電對(duì)配電網(wǎng)的影響 分布式發(fā)電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)之間存在四種方式 :(1)分布式發(fā)電獨(dú)立運(yùn)行向附近用戶供電 。 (4)并網(wǎng)后的動(dòng)態(tài)電能 質(zhì)量控制 分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行后可能帶來一系列動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問題 ,例如電壓跌落、電壓脈沖、瞬時(shí)供電中斷等 ,需要提出合理的控制措施來解決這些問題。實(shí)際運(yùn)行中 ,應(yīng)尋找分布式發(fā)電的容量與負(fù)荷這兩組不相關(guān)的隨機(jī)變量之間的平衡條件 ,動(dòng)態(tài)調(diào)度各分布式電源的容量 ,實(shí)現(xiàn)潮流優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)調(diào)度。 1)電源的輸出特性與控制方式對(duì)潮流計(jì)算的方法和收斂特性有很大影響 ,需要研究合適的節(jié)點(diǎn)類型和收斂性好的潮流計(jì)算方法 [4]。 第 5 頁 文獻(xiàn) [22]針對(duì)含有 DG 的輻射狀配 電網(wǎng)絡(luò)提出了一種無功功率和有功功率優(yōu)化的方式來提高電壓指標(biāo)。例如分布式發(fā)電的并網(wǎng)接口技術(shù)、控制方式、對(duì)系統(tǒng)電壓分布的影響、對(duì)系統(tǒng)故障電流的影響、對(duì)系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響、對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響、并網(wǎng)規(guī)劃、分布式發(fā)電系統(tǒng)中控制和通信技術(shù)、 DG 孤島運(yùn)行等各方面。 (4)公用配電變壓器負(fù)荷重、配電網(wǎng)無功補(bǔ)償不足、電壓質(zhì)量差。 (2)設(shè)備陳舊、技術(shù)落后、線路故障率高、供電可靠性降低。目前 ,水力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電屬于比較成熟的技術(shù) ,而風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、太陽熱發(fā)電、地?zé)峒俺毕l(fā)電等都屬于新興的發(fā)電技術(shù)。分布式電源提高了供電服 務(wù)的可靠性和電能質(zhì)量，同時(shí)又具有環(huán)境友好型，資源節(jié)約等特點(diǎn)，將成為新世紀(jì)重要的能源選擇。Distribution System。而并網(wǎng)后對(duì)電壓的影響將直接影響其供電質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定。 課題研究的意義 分布式電源的概念 分布式電源一般是指支持已有的配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為滿足某些終端用戶的需求，而設(shè)計(jì)和安裝在用戶側(cè)附近的小型發(fā)電機(jī)組。一般根 據(jù) DG 的技術(shù)類型、所用的一次能源及并網(wǎng)的接口技術(shù)進(jìn)行分類。 第 3 頁 表 11 分布式發(fā)電的分類 縣城配電網(wǎng)的現(xiàn)狀 近幾年國(guó)家持續(xù)對(duì)縣域配電網(wǎng)的改造進(jìn)行投入，使得部分縣城配電網(wǎng)的安全及供電可靠性 有了很大的提高。 (3)供電范圍不明顯、互送能力差、同桿架設(shè)回路數(shù)多、停電范圍大且時(shí)間長(zhǎng)、重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重、管理比較困難。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家 ,隨著能源市場(chǎng)放松管制以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施 ,分布式發(fā)電系統(tǒng)得到迅猛的發(fā)展 。但其中沒有涉及到 DG的容量及運(yùn)行模式。因此地區(qū)電 網(wǎng)要容納各種形式的分布式發(fā)電技術(shù) :性能差異、容量不同、并網(wǎng)點(diǎn)不同、并網(wǎng)方式不同 ,因此如何保證并網(wǎng)后電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行 ,是研究分布式發(fā)電的一個(gè)重要方面。此外分布式電源孤島運(yùn)行時(shí)可能與系統(tǒng)不同步 ,重新并入電網(wǎng)時(shí)的同步控制也是研究重點(diǎn)。 3)在分布式電壓并網(wǎng)前需要進(jìn)行靜態(tài)安全分析。 (7)電力市場(chǎng)環(huán)境 各種分布式電源成本不同 ,品質(zhì)各異 ,并網(wǎng)后將對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生很大影響 ,會(huì)改變電力交易方式 :1)需要制定其與電網(wǎng)之間的供購(gòu)電計(jì)劃 。 常見的分布式電源是直接接入配電系統(tǒng) (380V 或 10kV 配電系統(tǒng) )并網(wǎng)運(yùn)行或采取獨(dú)立運(yùn)行的方式 ,將分布式發(fā)電系統(tǒng)集成到現(xiàn)有的配電系統(tǒng)中 ,也是今后分布式發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì) [6]。分布式發(fā)電接入系統(tǒng)后 ,會(huì)增大或減少這種變化量。分布式發(fā)電在下列情況下可能引入諧波 :l)分布式電源本身就是一個(gè)諧波源時(shí) 。由此可見 ,分布式發(fā)電可能增大也可能減小系統(tǒng)損耗 ,這不僅和負(fù)荷有關(guān) ,同時(shí)還與分布式電源的容 第 10 頁 量和具體位置以及網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。對(duì)于輻射型網(wǎng)絡(luò) ,前推回代法的基本原理是 :(1)假 定節(jié)點(diǎn)電壓不變 ,即令根節(jié)點(diǎn)為己知電壓幅值和相角的松弛節(jié)點(diǎn) ,初始化所有節(jié)點(diǎn)的電壓 ,等于根節(jié)點(diǎn)的電壓 。 第 11 頁 圖 21 12 節(jié)點(diǎn)樹狀網(wǎng)絡(luò) (1)形成支路層次矩陣 L 矩陣 L 行表示支路層次 ,矩陣 L 的非零元素分別表示各層的支路號(hào)和節(jié)點(diǎn)號(hào)。圖 21 的支路層次矩陣 M 可以表示為 : 支路層次矩陣 L和支路關(guān)聯(lián)矩陣 M顯示了每條支路所處的層次和與這條支路直接相連的上下層支路。 圖 22 前推回代法潮流計(jì)算流程圖 潮流計(jì)算下的分布式電源對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響初探 本節(jié)通過潮流計(jì)算來初步分析分布式電源的接入對(duì)配電網(wǎng)電壓的影響。功率因數(shù)取 ,滯后。 Matlab仿真結(jié)果如圖 25所示 : 第 16 頁 圖 25 DG 位置不同對(duì)系統(tǒng)電壓的影響 由圖 25 可以看出 ,總出力相同的分布式發(fā)電 ,分布在不同的位置 ,得到的電壓分布有較大的差異。 本章小結(jié) 分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行會(huì)對(duì)系統(tǒng)帶來重大影響 ,本章首先介紹了其并網(wǎng)需要解決的問題和其對(duì)配電網(wǎng)的影響。常用的并網(wǎng)方式有同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)和逆變器并網(wǎng)。 (2)同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng) 為避免投入并聯(lián)瞬間發(fā)生電流、功率以及電機(jī)內(nèi)部機(jī)械力沖擊 ,投入并聯(lián)前 ,發(fā)電機(jī)應(yīng) 第 19 頁 滿足下列條件 : l)發(fā)電機(jī)電壓幅值與電網(wǎng)電壓幅值相等 ,且波形相同 。當(dāng)勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì) E0 和端電壓 U確定時(shí) ,發(fā)電機(jī)輸出的無功功率 Q 與功率角也有函數(shù)關(guān)系。按供電區(qū)的功能可分為城市配電網(wǎng)、農(nóng)村配電網(wǎng)和工廠配電網(wǎng)[7]。對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行潮流分析時(shí) ,雖然配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨實(shí)際情況不同而多變 ,但在我國(guó)城鄉(xiāng)配電系統(tǒng)中 ,仍以放射狀鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)為主 ,這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有接線可靠、保護(hù)整定容易、擴(kuò)容簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 圖 3l 配電網(wǎng)饋線模型 第 21 頁 表 31 線路阻抗和節(jié)點(diǎn)負(fù)荷數(shù)據(jù) [10] 分布式電源對(duì)電壓 影響仿真及分析 在第 中己經(jīng)通過潮流程序初步得出了分布式電源的接入會(huì)對(duì)配電網(wǎng)電壓帶來影響。為電壓降 。當(dāng)在 d 點(diǎn)接入容量為 的分布式電源后 , 未接入 DG前一致。 當(dāng)容量為 的分布式電源接入節(jié)點(diǎn) d時(shí) ,分布式電源輸出的電流為 : 接入分布式電源后 ,按 DG接入系統(tǒng)的位置可以將饋線上的損耗分為 2部分 :第一部分為電源和 DG間的系統(tǒng)損耗 ,第二部分是 DG和負(fù)荷間的系統(tǒng)損耗。當(dāng)分布式電源放置在配電網(wǎng)的前端時(shí) ,網(wǎng)損曲線為一條拋 物線。令 DG其他運(yùn)行條件形同 ,容量取表 32 中數(shù)據(jù) ,觀察饋線電壓曲線的變化。仿真結(jié)果表明 ,分布于配電網(wǎng)中的分布式電源對(duì)饋線的電壓分布的影響非常明顯。對(duì)于 DG接入容量要根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)確定。c)DG容量為總負(fù)荷 80% 由圖 35可知 ,相同容量的 DG接入點(diǎn)不同時(shí) ,會(huì)對(duì)電壓的分布帶來不同影響。而當(dāng)該點(diǎn) DG 退出運(yùn)行時(shí) ,同樣會(huì)造成線路末端電壓變化幅度過大 ,引起電壓閃變等電能質(zhì)量問題。當(dāng) DG 以超前功率因數(shù)運(yùn)行時(shí) ,DG 的并入會(huì)使饋線電壓降低 ,而且功率因數(shù)越小 ,線路電壓降低幅值越大。本節(jié)利用無功補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)對(duì) DG并網(wǎng)的電壓調(diào)整。 (3)改變變壓器變比調(diào)壓 1）利 用變壓器分接頭調(diào)壓 。常用的無功功率補(bǔ)償設(shè)備有并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器和靜止補(bǔ)償器等 。電力系統(tǒng)中的電壓水平與無功功率密切相 關(guān)。無功功率接入系統(tǒng)的方式有兩種 :并聯(lián)和串聯(lián)。同時(shí)還具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。這部分的無功功率補(bǔ)償容量是按補(bǔ)償 10kV線路的無功功率損耗和變壓器的無功功率損耗來確定的 ,無功功率補(bǔ)償容量不能太大 ,否則會(huì)造成線路低負(fù)載時(shí) ,無功功率過補(bǔ)償 ,會(huì)增加線路損耗 ,也使電壓合格率降 第 33 頁 低。本文主要研究無功功率的調(diào)壓作用 ,為方便研究 ,采用就地補(bǔ)償方式。補(bǔ)償容量小時(shí) ,對(duì)前端節(jié)點(diǎn)的調(diào)壓作用又較小。 圖 39 DG 退出運(yùn)行時(shí)的電壓降落 第 36 頁 圖 310 DG 退出運(yùn)行時(shí)的調(diào)壓 圖 310中 ,在負(fù)荷增長(zhǎng)點(diǎn) (節(jié)點(diǎn) 11)進(jìn)行一定容量的補(bǔ)償 ,使各節(jié)點(diǎn)電壓符合要 求 ,然后保持這個(gè)補(bǔ)償容量不變 ,分別將補(bǔ)償點(diǎn)設(shè)為線路偏前端和線路偏后端 ,觀察節(jié)點(diǎn)電壓。通常 可以連續(xù)調(diào)節(jié) ,當(dāng)時(shí) ,補(bǔ)償器發(fā)出無功功率 。 DG 的引入對(duì)配電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成影響 ,其中包括有利的影響也包括不利的影響 ,其中重要的影響之一是對(duì)電壓的影響 ,本文就其接入配電網(wǎng)后對(duì)配電網(wǎng)電壓影響做了研究 ,總結(jié)全文 ,主要工作和結(jié)論如下 :(l)利用編制的配電網(wǎng)潮流程序?qū)π∪萘?DG接入系統(tǒng)后的電壓分布做了初步分析 ,隨后建立分布式發(fā)電模型、配 電網(wǎng)及負(fù)荷模型 ,仿真研究 DG并網(wǎng)后對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓分布的影響。 第 39 頁 參考文獻(xiàn) [1] 陳琳 .分布式發(fā)電接入電力系統(tǒng)若干問題的研究 [M].浙江大學(xué)博士學(xué)位論文 ,20xx [2] Loileilai,TzeFunChan 著 ,孔祥新等譯 .分布式發(fā)電一感應(yīng)和永磁發(fā)電機(jī) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,20xx [3] 吳玉蓉 ,劉會(huì)金 ,孫麗萍等 .電能質(zhì)量問題中的電壓跌落 [J].電力建設(shè) .20xx,(8):6467 [4] 余昆 ,曹一家 ,倪以信等 .分布式發(fā)電技術(shù)及其并網(wǎng)運(yùn)行研究綜。而 DG 的接入會(huì)改變其接入點(diǎn)之前節(jié)點(diǎn)電壓的曲線 ,對(duì)其接入點(diǎn)之后節(jié)點(diǎn)電壓曲線并沒有影響 ,只是由于 DG 的接入使得接入點(diǎn)電壓升高 ,從而也使其后的節(jié)點(diǎn)電壓相應(yīng)升高。靜止補(bǔ)償器的反應(yīng)快速 ,對(duì)沖擊負(fù)荷的適應(yīng)能力也較傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置強(qiáng) ,因此它在穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種情況下都可以對(duì)無功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)補(bǔ)償容量一致時(shí) ,補(bǔ)償點(diǎn)越接近線路末端 ,對(duì)電壓抬高越有效 ,對(duì)整個(gè)線路的電壓提高也有顯著作用 。實(shí)際運(yùn)行中補(bǔ)償點(diǎn)的具體位置和容量的選擇要遵循多種約束條件 ,考慮各種目標(biāo)函數(shù) ,以尋求最優(yōu)解。 本節(jié)將無功補(bǔ)償裝置分別安置在 DG接入位置、接入位置之前、接入位置之后 ,分析其對(duì)線路電壓的調(diào)整作用。在配電網(wǎng)中 ,若各用戶低壓側(cè)配置了足夠的無功功率補(bǔ)償裝置 ,則可使配電線路中的無功電流最小 ,也使配電線路的有功功率損耗最小 ,這是最理想的效果。因此 ,高低壓線路中的無功功率補(bǔ)償裝置如何配置對(duì)提高電壓合格率和降低線損 至關(guān)重要。 并聯(lián)電容器是指并聯(lián)在系統(tǒng)里的電容器。在不考慮輸電線的對(duì)地電容時(shí) ,若從節(jié)點(diǎn) i輸送到節(jié)點(diǎn) j 的功率為 P+jQ,節(jié)點(diǎn) i和節(jié)點(diǎn) j 的電壓分別為 Ui和 Uj,節(jié)點(diǎn) i和 j 之間的支路阻抗為R+jX,則節(jié)點(diǎn)電壓間的關(guān)系為 : 通常認(rèn)為 X遠(yuǎn)大于 R,故上式可近似看作和下式等效 電壓 U以還可寫成 : 比較上兩式 ,可以得到 : 一般認(rèn)為輸電線路中兩端電壓的相位差占比較小 ,可以近似認(rèn)為 ,此時(shí)可近似得出線路電壓和無功功率的關(guān)系。它分散安裝在幾個(gè)用戶處和一些降壓變壓所的 10kV 或 35kV 母線上 ,使線路的電壓損耗和功率損耗都得到減小。3）利用加壓調(diào)壓變壓器調(diào)壓。電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的方法 [1 18]: (1)中樞點(diǎn)電壓管理 中樞點(diǎn)是指電力系統(tǒng)中可以反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠和變電站的母線 ,相當(dāng)一部分負(fù)荷都依靠這些母線供電 ,因此一般可以用來代表大部分負(fù)荷的電壓狀態(tài)。當(dāng)DG 由消耗無功變?yōu)榘l(fā)出無