計(jì)及分布式電源的配電網(wǎng)暫態(tài)研究.pdf

1、隨著用戶對(duì)供電可靠性及電能質(zhì)量要求的提高，作為電力系統(tǒng)相對(duì)薄弱的配電網(wǎng)日益得到重視，配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)、輻射狀運(yùn)行，運(yùn)行方式多變，加上以可再生能源為主的分布式電源大量接入配電網(wǎng)，加重了本就復(fù)雜的配電網(wǎng)運(yùn)行問(wèn)題。分布式電源的分散式接入配電網(wǎng)，一方面其接入位置多樣，接入容量也在提升，這對(duì)配電網(wǎng)的潮流分布、電壓質(zhì)量等穩(wěn)態(tài)問(wèn)題產(chǎn)生眾多影響;另一方面，分布式電源作為動(dòng)態(tài)元件本身存在著動(dòng)態(tài)的控制問(wèn)題，其接入配電網(wǎng)也為配電網(wǎng)帶來(lái)了潛在的穩(wěn)定性問(wèn)題。本文含

2、分布式電源的配電網(wǎng)暫態(tài)研究采用時(shí)域仿真方法，研究在各類擾動(dòng)下配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性、分布式電源節(jié)點(diǎn)的控制性能等問(wèn)題，以穩(wěn)態(tài)潮流為初始狀態(tài)，采用改進(jìn)歐拉積分方法求解微分方程，能夠綜合分析配電網(wǎng)的穩(wěn)暫態(tài)性能，通過(guò)仿真曲線預(yù)測(cè)分析配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。
　　電力系統(tǒng)穩(wěn)/暫態(tài)仿真分析依賴于元件數(shù)學(xué)模型及相應(yīng)算法，與輸電網(wǎng)相比，配電網(wǎng)存在著眾多特殊的地方，其模型及算法都需要考慮配電網(wǎng)三相不對(duì)稱、輻射狀結(jié)構(gòu)、分布式電源接入等實(shí)際問(wèn)題。模型上，本文依據(jù)基

3、本電路及矩陣變換理論:分析得出了配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)不對(duì)稱是傳統(tǒng)對(duì)稱分量法解耦失效的根本原因，為精確計(jì)算結(jié)果，配電網(wǎng)的仿真計(jì)算應(yīng)采用abc全耦合模型及算法;建立了配電網(wǎng)中各類元件的三相穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)模型，特別建立了dq坐標(biāo)軸下分布式電源暫態(tài)模型。算法上，借鑒于輸電網(wǎng)單相算法推導(dǎo)了三相前推回代和三相牛頓拉夫遜潮流算法，提出了利用前推回代為牛拉法提供初值潮流方案;將輸電網(wǎng)單相機(jī)電暫態(tài)仿真方法成功推廣到配電網(wǎng)三相機(jī)電暫態(tài)仿真，就配電網(wǎng)機(jī)電暫態(tài)仿真的一些

4、特殊問(wèn)題給出了具體解決方法，最后采用三相穩(wěn)態(tài)潮流結(jié)果作為配電網(wǎng)暫態(tài)仿真的初始狀態(tài)，以負(fù)荷突變和分布式電源投切為假想擾動(dòng)，選用改進(jìn)歐拉和迭代法實(shí)現(xiàn)了全配電網(wǎng)三相機(jī)電暫態(tài)仿真。
　　本文具體的研究工作如下:
　　(1)配電網(wǎng)常規(guī)元件建模:構(gòu)建了線路包括串聯(lián)阻抗及并聯(lián)導(dǎo)納的三相導(dǎo)納模型;構(gòu)建了變壓器計(jì)及變比、接線方式的三相導(dǎo)納模型;負(fù)荷模型給出了常用的恒功率穩(wěn)態(tài)模型、ZIP靜態(tài)模型以及機(jī)電暫態(tài)模型;
　　(2)分布式電源建模

5、:以主流的電壓型逆變器/電感濾波并網(wǎng)接口、PQ控制策略的分布式電源為對(duì)象，在dq軸下建立了其電路及控制器模型，提出了分布式電源電路模型標(biāo)幺化方法，提出了模型基于對(duì)稱系統(tǒng)與實(shí)際網(wǎng)側(cè)節(jié)點(diǎn)電壓不對(duì)稱矛盾的解決方法;
　　(3)含分布式電源的三相潮流計(jì)算:系統(tǒng)推導(dǎo)了純輻射網(wǎng)的三相前推回代潮流算法、推導(dǎo)了極坐標(biāo)下三相牛頓拉夫遜潮流雅克比矩陣，規(guī)范了仿真計(jì)算中相關(guān)參數(shù)正負(fù)、電流方向的正方向規(guī)定，給出了各類分布式電源節(jié)點(diǎn)的潮流計(jì)算處理方法，通過(guò)

6、了IEEE33節(jié)點(diǎn)、IEEE123節(jié)點(diǎn)測(cè)試案例;
　　(4)含分布式電源的全配電網(wǎng)機(jī)電暫態(tài)仿真:根據(jù)機(jī)電暫態(tài)仿真思想，提出了配電網(wǎng)三相時(shí)域仿真一般步驟，研究了機(jī)電暫態(tài)仿真過(guò)程中關(guān)鍵步驟，并就其中存在的分布式電源對(duì)稱注入初值計(jì)算、分布式電源的注入電流、平衡節(jié)點(diǎn)的注入電流、擾動(dòng)處理等配電網(wǎng)特殊問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析說(shuō)明。最后，在構(gòu)建的六節(jié)點(diǎn)案例及IEEE33節(jié)點(diǎn)接入分布式電源算例中，利用matlab編寫(xiě)的程序?qū)崿F(xiàn)了多重?cái)_動(dòng)下配電網(wǎng)三相時(shí)