【正文】 。 分層前推回代法 前推時 ,每條支路的功率都由該支路的下一層支路功率決定 。 (1)功率前推 圖 21 的支路 : 16 (2)電壓回代 第 1層回代到第 L層 ,逐層更新支路受端節(jié)點的電壓 ,初始化根節(jié)點電壓 ,即第一層 支路的送端節(jié)點電壓始終為 1。本文取 :ε =le6,k=0。 圖 22 前推回代法潮流計算流程圖 仿真分析 本文應(yīng)用的算例為 IEEE33 母線測試系統(tǒng) ,如圖 23所示 ,系統(tǒng)參數(shù)見文獻 [1]。 17 圖 23 33 母線測試系統(tǒng) DG 容量對電壓的影響 要分析 DG 不同容量給系統(tǒng)電壓帶來的影響時 ,首先要固定 DG 的位置和數(shù)量。再加之 DG 產(chǎn)生是有條件的 ,并非隨意獲得 ,所以分布式電源個數(shù)的確定應(yīng)根據(jù)當?shù)氐淖匀粭l件以及安全成本等方面因素綜合考慮。在明確分布式電源接入數(shù)量的情況下 ,以配網(wǎng)電網(wǎng)損最小為目標 ,以電壓不越限、有功功率和無功功率平衡為約束條件 ,運用遺傳算法求出分布式電源合理的接入位置與容量 ,然后改變?nèi)萘糠治銎鋵ο到y(tǒng)電壓的影響。 改變各個分布式電源的出力 , 每 臺 出 力 可 以 隨 機 為 總 負 荷 的20%,40%,60%,80%,100%(保證同時接入兩個 DG)。 DG 出力改變見 表 21 表 21 DG 容量 編號 1 2 3 4 5 占總?cè)萘勘戎? 20% 40% 60% 80% 100% DG 容量（ KW） 743 1486 2229 2972 3715 Matlab 仿真結(jié)果 ： 18 圖 24 DG 容量不同對系統(tǒng)電壓的影響 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。在分布式電源接入位置一定的情況下 ,電壓支撐由分布式電源的總出力決定。隨著 DG 容量的不斷增加 ,電壓反而會降低 ,如圖中 DG容量接入 100%時 ,這是因為接入大容量的 DG,會造成系統(tǒng)潮流反向 ,致使線 路電壓下降。僅考慮電壓穩(wěn)定的要求 ,針對本文所采用的算例 ,DG 接入容量應(yīng)在系統(tǒng)總?cè)萘康?40%左右。實際運行中 ,即使網(wǎng)絡(luò)中接有多個分布式電源 ,但負荷總?cè)萘恳话闳源笥诜植际诫娫吹目側(cè)萘?,這是為保證整個配電線路是嚴格吸收型的受端網(wǎng)絡(luò)。例如 ,感應(yīng)發(fā)電機需要從電 力系統(tǒng)中獲得無功支持才能正常運行 ,當它啟動時會造成電壓突然下降 ,而它運行時吸收大量無功 ,使得線路上的無功電流和無功損耗都會增加。根據(jù)之前分析選擇較合適的 DG容量 ,約為總?cè)萘康?40%。為結(jié)果更清晰 ,本次試驗只選用一個 DG 接入 ,接入位置選擇比較有代表性的 ,即系統(tǒng)的首部、中部和尾部。 表 22 DG 的不同接入位置 編號 1 2 3 4 5 6 DG 接入位置 2 8 12 19 25 31 仿真結(jié)果 ： 19 圖 25 DG 位置不同對系統(tǒng)電壓的影響 仿真結(jié)果表明 ,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。DG 接入末節(jié)點 ,造成該節(jié)點電壓局部升高 ,極有可能超過額定電壓 ,而對用戶產(chǎn)生不良影響 。 DG接入饋線中部 ,局部極大電壓在線路中部出現(xiàn)。 DG 功率因數(shù)對配網(wǎng)影響 DG 功率因數(shù)對電壓的影響傳統(tǒng)的配電網(wǎng)網(wǎng)損計算總是與負荷有關(guān)。分布式電源接入配電網(wǎng)后，配電系統(tǒng)由原有的單電源輻射式網(wǎng)絡(luò)將變?yōu)橛脩艋ヂ?lián)和多電源的弱環(huán)網(wǎng)絡(luò)。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)將直接導(dǎo)致配電網(wǎng)的網(wǎng)損發(fā)生變化。分布式發(fā)電產(chǎn)生的故障電流可能會減小流過饋線繼電器的電流，使速斷保護無法啟動，從而導(dǎo)致故障不能及時切除。相鄰饋線的故障可能會導(dǎo)致分布式電源所在的線路保護誤動作。分布式電源數(shù)量和種類的不同會提高或降低配電網(wǎng)的故障水平。 (4)非同期合閘下會擴大事故停電范圍。 保持 DG 容量、位置都不變 ,改變功率因數(shù)分析不同功率因數(shù)下的 DG 對系統(tǒng)電壓的影響。如圖中 所示 ,滯后功率因數(shù)對系統(tǒng)電壓的改善明顯要好于超前的功率因數(shù)。當 DG以滯后功率因數(shù)運行時 ,DG向配電系統(tǒng)發(fā)出無功功率 ,有助于補償負荷的無功功率 ,減小輸電線路的無功電流 ,從而減小有功損耗 ,使電壓升高。隨著功率因數(shù)的進一步改變 ,分布式電源 從吸收無功功率逐漸變?yōu)檩敵鰺o功功率 ,線路的潮流將開始增加 ,在電源上游饋線出現(xiàn)電壓升，線路的電壓曲線繼續(xù)上移。功率因數(shù)21 變化的過程 ,也是分布式電源從吸收無功功率變化到輸出無功功率的過程。實際運行時需加入調(diào)壓裝置防止電壓越限。中國城鄉(xiāng)大多數(shù)的配電系統(tǒng)仍然以放射狀鏈式結(jié)構(gòu)為主。筆者所用的配電網(wǎng)模型將變電所以上的系統(tǒng)等值為一電壓源，配電網(wǎng)電壓等級為 10kV。由于中壓配電網(wǎng)經(jīng)過輸電網(wǎng)、高壓配電網(wǎng)連接到發(fā)電廠，離系統(tǒng)電源的電氣距離比較遠，因此考慮最大運行方式和最小運行方式下的短路容 量時沒有太大變化。沿線路末端方向，電壓波動越大。 ①分布式電源與當?shù)氐呢摵蓞f(xié)調(diào)運行，即分布式電源的輸出量隨負荷的變化相應(yīng)地變化 (增加或減小 )，此時分布式電源將抑制系統(tǒng)電壓的波動。分 布式發(fā)電功率隨機變化、分布式發(fā)電機的啟停均會影響與當?shù)刎摵傻膮f(xié)調(diào)運行，引起電壓波動、電壓閃變以等電能質(zhì)量問題。 入配電系統(tǒng)后產(chǎn)生諧波問題的原因有兩個方面：一是分布式電源的能量轉(zhuǎn)換具有間歇性和不穩(wěn)定性，二是分布式電源中采用了整流 逆變技術(shù)和大量的電力電子設(shè)備，不同類型分布式發(fā)電機、不同的分布式發(fā)電聯(lián)網(wǎng)方式可能會造成不同程度的諧波畸變。在配電網(wǎng)中常用的繼電保護有電流保護、電壓保護、反時限電流保護、距離保護等。 一般配電網(wǎng)是放射狀鏈式結(jié)構(gòu)且由單端電源供電，在線路上發(fā)生故障時只有系統(tǒng)側(cè)的電源向故障點提供故障電流。電流保護是配電網(wǎng)中最為常用的保護，它是用電流突然增大使保護動作的保護裝置。瞬時電流速斷保護的動作電流 I′ dz可按大于本線路末端短路時流過保護安裝處的最大短路電流來整定 。在故障發(fā)生時，由于分布式電源助增電流的作用，流經(jīng)故障點的故障電流將增大分布式電源的引入改變了分布式電源附近節(jié)點的短路水平，它將對配電網(wǎng)繼電保護的正確動作帶來影響。如果分布式電源接入后對繼電保護的影響不是太大，繼電保護仍然能夠滿足保護范圍和靈敏度要求，就不需要改變繼電保護。 分布式電源接入配電網(wǎng)中還將帶來另外一個問題。在接 入分布式電源之后，配電網(wǎng)絡(luò)某些部分將變?yōu)殡p端電源供電。這意味著在保護裝置下游接有分布式電源時，在保護的下游和上游發(fā)生故障，都有故障電流流過保護，由于它沒有方向元件，一旦故障電流超過整定值，保護都將動作而失去選擇性。 25 5 DG 支持的孤島電網(wǎng)鐵磁諧振 當 DG與主網(wǎng)解列形成孤島網(wǎng)絡(luò)后 ,在系統(tǒng)電容和 DG的激勵下 ,若孤島網(wǎng)絡(luò)的電壓水平超過變壓器的飽和電壓值 (通常在 112左右 ),變壓器的勵磁電抗會由于飽和效應(yīng)急劇下降 ,與線路上的補償電容發(fā)生諧振引發(fā)鐵磁諧振過電壓 [5,829]?？紤]到本文所研究的 10kV 配電網(wǎng)中的變壓器繞組都是采用 D,y0 接法 ,故仿真中也采用這接線方式。②孤島網(wǎng)絡(luò)存在一定數(shù)值的補償電容 ,通?？蛇x在 DG 額定發(fā)電功率 的 30%～ 400%。④發(fā)電機的出力必須大于孤島網(wǎng)絡(luò)中的負荷。特別是在負荷水平較高的情況下 ,配電網(wǎng)的電壓水平未超過變壓器的飽和電壓值 ,不足以產(chǎn)生勵磁飽和效應(yīng) ,因此也就不會發(fā)生鐵磁諧振。 圖 51 26 為驗證上述結(jié)論的正確性 ,本文對不同參數(shù)下的諧振過電壓進行了仿真對比。圖 52給出了 DG容量發(fā)生變化時配電網(wǎng)產(chǎn)生的諧振過電壓波形圖 (仿真中采用異步發(fā)電機 )。 圖 52 圖 53 從仿真中可知 ,當 DG容量相同時 ,異步發(fā)電機用做 DG電源時發(fā)生鐵磁諧振的程度明顯大于同步發(fā)電機。 27 6 結(jié)果分析 由文中仿真可見 ,分布式發(fā)電并入系統(tǒng) ,使得電壓被抬高 ,某些節(jié)點電壓甚至超過上限 ,對用戶造成影響 。含分布式電源的配電網(wǎng)由于分布式電源的總?cè)萘坑邢?,分布式電源接入后 ,只能在一定程度上改善配電網(wǎng)的無功不足而且有些分布式電源不但不能提供無功功率反而會消耗無功功率 ,這樣會進一步加劇無功不足 。 本文通過仿真從各個方面較全面的驗證了分布式電源對配電網(wǎng)帶來的電壓影響。具體影響的大小 ,與分布式發(fā)電的總?cè)萘看笮?、接入位置及功率因?shù)有關(guān)。接入 DG 后 ,在穩(wěn)態(tài)情況下 ,由于饋線上的傳輸功率減少以及 DG 輸出的無功支持 ,使得沿饋線的各負荷節(jié)點處的電壓有所提高。 DG 的位置和容量是設(shè)計一個分布式系統(tǒng)不可缺少的前提條件。分布式電源的位置不僅要考慮周邊的能源、交通運輸、地理環(huán)境等因素 ,還要考慮其布置是否合理 ,使線路損耗盡可能小 ,從而改善系統(tǒng)的經(jīng)濟性、可靠性和靈活性。電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報 .20xx 年 01 期 [27] 袁越 ， 錢科軍 .分布式發(fā)電規(guī)劃的負荷模型研究 [J]。電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報 .20xx 年 01 期 [29] 葉金根 ， 朱明星 ， 李令冬 .配電網(wǎng)接納分布式光伏電源能力的仿真分析 [J]。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最 衷心 的感謝！ 其中 尤其要感謝我的論文指導(dǎo)老師 楊同忠教授 ， 他給我無私的指導(dǎo)和幫助， 不厭其煩 的幫助 我 進行論文的修改 ，才使我完成了本篇論文 。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研 究文獻，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。 由于我的水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學(xué)友批評和指正！ 20xx 年 4 月于武漢大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確 方式標明。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 ：任務(wù)書、開題報 告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文 、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評價： 一、撰寫（設(shè)計）過程 學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可 行性；設(shè)計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè) 計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教 師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價： 一、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范