【正文】
第 41 頁。最后,我要對我的父母和親人表示深深的謝意。其次,真誠感謝同班的同學(xué)們,他們都曾在學(xué)習(xí)和生活上給了我巨大的支持與鼓勵(lì)。本文從選題、研究直至撰寫階段,都是在楊老師悉心細(xì)致的指導(dǎo)下完成的,論文處處都凝聚著導(dǎo)師的心血與汗水。參考文獻(xiàn)[1] [M].浙江大學(xué)博士學(xué)位論文,2007[2] Loileilai,TzeFunChan著,[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009[3] 吳玉蓉,劉會(huì)金,[J].,(8):6467[4] 余昆,曹一家,[.l].河海大學(xué)學(xué)報(bào). 2009, 6(37): 741745 [5] 李蓓,[J].,3(9):4548[6] 李曉明,[J].,11:8083[7] [D].[8] 顏偉,劉方,[J].,8(23):7680[9] 王崢,[J].,12:710[10] 王志群,朱守真,[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2004, 28(16): 5660 [11] [D].[12] EIKhattm W, generation technologies,definitions and Power system research,2004,71:119128[13] [D].[14] 王志群,[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),2005,17:5358[15] [M].浙江大學(xué)博士學(xué)位論文,2007 [16] 梁才浩,[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2001,25(6):5356[17] 程浩忠,艾芋,[M].[18] 王志群,[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào), 2005, 17(1):5358[19] 裴瑋,盛鵑,孔力,[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2008, 13(28): 152156[20] A. Kazemi, and M. Sadeghi. Distributed Generation Allocation for Loss Reduction and Voltage Improvement. 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Power Systems Conference and Exposition ,39。由于水平有限,結(jié)合本文已做工作,對下一階段值得研究的問題作如下思考和展望:本文考慮的配網(wǎng)電壓等級較低,接入的DG容量也較小,采用的配網(wǎng)模型為單饋線模型,分布式電源接入數(shù)量為1。(2)DG的接入與退出可能會(huì)使得某些節(jié)點(diǎn)電壓越上限或下限,此時(shí)需要對其進(jìn)行調(diào)壓。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。DG的引入對配電網(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電壓的影響,本文就其接入配電網(wǎng)后對配電網(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∪萘緿G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)后對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓分布的影響。4 結(jié)論隨著分布式發(fā)電的發(fā)展,DG與大型電力系統(tǒng)并網(wǎng)引起了人們的廣泛關(guān)注。討論了當(dāng)分布式電源的容量、位置和功率因數(shù)對電壓的影響,并對分布式電源的接入位置與容量給出一定建議。靜止補(bǔ)償器的反應(yīng)快速,對沖擊負(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無功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。通??梢赃B續(xù)調(diào)節(jié),當(dāng)時(shí),補(bǔ)償器發(fā)出無功功率。靜止無功補(bǔ)償器包括包括晶閘管控制電抗器TCR(Thyristor Controlled Reactor)和晶閘管投切電容器TSC(Thyristor Switched Capacitor),以及這兩者的混合裝置(TCR+TSC),或者晶閘管控制電抗器與固定電容器Fc(Fixed Capacitor)或機(jī)械投切電容器MSC(Mechanically switched Capacitor)混合使用的裝置(如TCR+FC、TCR+MSC等)[14]。綜上所述,在配電網(wǎng)中安裝無功補(bǔ)償設(shè)備可以有效的達(dá)到調(diào)壓目的,但不同的安裝地點(diǎn)與不同的安裝容量產(chǎn)生的效益是不同的,在規(guī)劃過程中應(yīng)選擇合適的安裝地點(diǎn)與安裝容量才能在盡可能少的成木下獲得最大的補(bǔ)償收益(即在滿足電壓、頻率、功率平衡等約束條件的前提下,使有功網(wǎng)損與電容器的各種投資費(fèi)用在規(guī)劃期內(nèi)的總和最小化),這也是無功優(yōu)化的目標(biāo)。當(dāng)補(bǔ)償容量一致時(shí),補(bǔ)償點(diǎn)越接近線路末端,對電壓抬高越有效,對整個(gè)線路的電壓提高也有顯著作用。圖39 DG退出運(yùn)行時(shí)的電壓降落圖310 DG退出運(yùn)行時(shí)的調(diào)壓圖310中,在負(fù)荷增長點(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。圖39為DG處于各不同節(jié)點(diǎn)時(shí)的電壓情況。圖38 23節(jié)DG接入后的調(diào)壓(2)分布式發(fā)電退出時(shí)的調(diào)壓當(dāng)線路處于重載時(shí),DG的退出會(huì)對部分節(jié)點(diǎn)電壓造成影響。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。補(bǔ)償容量小時(shí),對前端節(jié)點(diǎn)的調(diào)壓作用又較小。對DG節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無功補(bǔ)償,使得各節(jié)點(diǎn)電壓滿足要求。由33節(jié)的分析可知,當(dāng)DG的容量一定時(shí),它對接入點(diǎn)的電壓響應(yīng)最大,為分析比較,先將SVC安置在DG接入點(diǎn),觀察其調(diào)壓效果。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,分析其對線路電壓的調(diào)整作用。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。與此同時(shí),也可以通過無功補(bǔ)償,對電壓進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,但這一般是無功補(bǔ)償?shù)妮o助目的,通常無功補(bǔ)償要以降損為主,調(diào)壓為輔。 分布式發(fā)電并網(wǎng)調(diào)壓的仿真分析由于配電網(wǎng)的線損占全網(wǎng)總損失的70%左右,無功補(bǔ)償一般以分散補(bǔ)償為主,這樣可以有效的降低配電網(wǎng)的無功線損。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。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,也使電壓合格率降低。因配置地點(diǎn)不同,無功功率補(bǔ)償效果是有區(qū)別的。二是在10kV線路中。因此,高低壓線路中的無功功率補(bǔ)償裝置如何配置對提高電壓合格率和降低線損至關(guān)重要。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)簡單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。它通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切,既能提高線路的功率因數(shù),又能改善用電設(shè)備的電壓質(zhì)量。個(gè)別補(bǔ)償又稱為“就地補(bǔ)償”(隨機(jī)補(bǔ)償),它就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對無功功率的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)電容器組分散的與用電設(shè)備并接。并聯(lián)電容器是指并聯(lián)在系統(tǒng)里的電容器。無功功率接入系統(tǒng)的方式有兩種:并聯(lián)和串聯(lián)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)無功功率缺額時(shí),即無功電源不能提供足夠的無功功率時(shí),系統(tǒng)所接的負(fù)荷的電壓將下降,減少其向系統(tǒng)吸取的無功功率,才能獲得無功功率平衡。節(jié)點(diǎn)電壓和流經(jīng)線路的無功功率相互影響。在不考慮輸電線的對地電容時(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。電力系統(tǒng)中的電壓水平與無功功率密切相關(guān)。靜止補(bǔ)償器輸出的無功功率可以連續(xù)控制,系統(tǒng)電壓越上限時(shí),吸收無功。當(dāng)負(fù)荷較低,線路處于輕載時(shí),可以切除部分并聯(lián)電容器或并聯(lián)電抗器,可以防止局部電壓過高。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。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。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),可改變無功功率輸出,使負(fù)荷電壓保持在允許范圍內(nèi)。(4)應(yīng)用無功功率補(bǔ)償裝置調(diào)壓線路電壓和線路輸送的無功功率密切相關(guān)[23]。3)利用加壓調(diào)壓變壓器調(diào)壓。(3)改變變壓器變比調(diào)壓1)利用變壓器分接頭調(diào)壓。對于由發(fā)電機(jī)直接供電的負(fù)荷,如果供電線路不長、電壓損耗不大,通過發(fā)電機(jī)調(diào)壓一般就能滿足負(fù)荷的電壓要求。(2)發(fā)電機(jī)調(diào)壓發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓與其勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的電壓整定值和其發(fā)出的無功功率有關(guān),發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓與輸出的無功功率成正比關(guān)系,即機(jī)端電壓升高時(shí),其發(fā)出的無功功率增加,反之,則減少。電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的方法[118]:(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)。本節(jié)利用無功補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)對DG并網(wǎng)的電壓調(diào)整。而有些用戶的電壓可能是依靠分布式電源支撐的,若分布式電源退出運(yùn)行,會(huì)另其電壓升高,帶來電能質(zhì)量等問題[24]。由于本次模型的參數(shù)選定,DG接入后,大部分情況沒有發(fā)生電壓越限。當(dāng)DG由消耗無功變?yōu)榘l(fā)出無功時(shí),線路的潮流將開始增加,線路電壓開始上升,當(dāng)DG發(fā)出的無功功率大于負(fù)荷吸收的無功總量時(shí),最大電壓點(diǎn)將出現(xiàn)在DG所在的節(jié)點(diǎn),DG輸出的無功功率越大,該節(jié)點(diǎn)的電壓升高越多。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。設(shè)DG容量為總負(fù)荷的60%,安裝于節(jié)點(diǎn)6。功率因數(shù)的選擇取決于DG所采用的技術(shù),例如利用逆變器形式并網(wǎng)時(shí),可運(yùn)行在單位功率因數(shù)下,以同步電機(jī)并網(wǎng)時(shí),可通過勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制功率因數(shù)。綜上所述,DG不適宜在末節(jié)點(diǎn)接入系統(tǒng),可選擇在線路中間偏末端的位置或位置組合。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。DG越接近系統(tǒng)母線,如節(jié)點(diǎn)2,對線路電壓分布的影響越小。可以看出DG接入點(diǎn)越靠近線路始端,電壓升高量越小。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)對電壓的分布帶來不同影響。表33 DG安裝位置圖35 DG安裝位置不同對電壓的影響a) DG容量為總負(fù)荷40%。,滯后(無功為正)。令其他運(yùn)行條件相同,給定分布式電源的容量且以恒定功率因數(shù)運(yùn)行,分布式電源的接入位置取表33中數(shù)據(jù),觀察饋線電壓曲線的變化。對于DG接入容量要根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)確定。當(dāng)DG出力在一定范圍內(nèi)時(shí),總出力越多,電壓支撐就越大,整體電壓水平就越高,但有時(shí)會(huì)導(dǎo)致超過電壓限制。最大電壓升高率出現(xiàn)在DG所在節(jié)點(diǎn)。DG接入點(diǎn)之前的饋線傳輸?shù)墓β蕼p小,潮流逐漸減小,饋線電壓逐漸升高,電壓升高率隨著DG容量不同而變化,電壓曲線也發(fā)生變化。仿真結(jié)果表明,分布于配電網(wǎng)中的分布式電源對饋線的電壓分布的影響非常明顯。b)DG在節(jié)點(diǎn)10。表32 DG容量及出力比值為了比較全面,分布式電源分別安裝在系統(tǒng)的前、中、后三個(gè)位置,選擇為節(jié)點(diǎn)3,節(jié)點(diǎn)10和節(jié)點(diǎn)15???cè)萘繛?963KW。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。下面的仿真中,建立了以同步發(fā)電機(jī)形式并網(wǎng)的DG及其相應(yīng)的勵(lì)磁系統(tǒng),通過變壓器接入己有饋線系統(tǒng)中,結(jié)合理論分析結(jié)果,進(jìn)一步分析DG對電壓的影響。以上理論分析中,將DG簡化看作“負(fù)負(fù)荷”,分析了其對電壓的影響。而當(dāng)DG的有功輸出大于負(fù)荷量但小于2倍的負(fù)荷量時(shí),再增加DG的有功輸出,雖然網(wǎng)損總量仍處于減少狀態(tài),但網(wǎng)損減少率開始下降,因?yàn)榇藭r(shí)DG不僅為負(fù)荷提供電量,還反向向上一級電網(wǎng)輸出功率,此時(shí)配網(wǎng)潮流逆向,流向電源。當(dāng)分