計及分布式電源的配電網暫態(tài)研究.pdf

1、隨著用戶對供電可靠性及電能質量要求的提高，作為電力系統(tǒng)相對薄弱的配電網日益得到重視，配電網環(huán)網結構、輻射狀運行，運行方式多變，加上以可再生能源為主的分布式電源大量接入配電網，加重了本就復雜的配電網運行問題。分布式電源的分散式接入配電網，一方面其接入位置多樣，接入容量也在提升，這對配電網的潮流分布、電壓質量等穩(wěn)態(tài)問題產生眾多影響;另一方面，分布式電源作為動態(tài)元件本身存在著動態(tài)的控制問題，其接入配電網也為配電網帶來了潛在的穩(wěn)定性問題。本文含

2、分布式電源的配電網暫態(tài)研究采用時域仿真方法，研究在各類擾動下配電網的電壓穩(wěn)定性、分布式電源節(jié)點的控制性能等問題，以穩(wěn)態(tài)潮流為初始狀態(tài)，采用改進歐拉積分方法求解微分方程，能夠綜合分析配電網的穩(wěn)暫態(tài)性能，通過仿真曲線預測分析配電網運行狀態(tài)。
　　電力系統(tǒng)穩(wěn)/暫態(tài)仿真分析依賴于元件數(shù)學模型及相應算法，與輸電網相比，配電網存在著眾多特殊的地方，其模型及算法都需要考慮配電網三相不對稱、輻射狀結構、分布式電源接入等實際問題。模型上，本文依據基

3、本電路及矩陣變換理論:分析得出了配電網網絡參數(shù)不對稱是傳統(tǒng)對稱分量法解耦失效的根本原因，為精確計算結果，配電網的仿真計算應采用abc全耦合模型及算法;建立了配電網中各類元件的三相穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)模型，特別建立了dq坐標軸下分布式電源暫態(tài)模型。算法上，借鑒于輸電網單相算法推導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;將輸電網單相機電暫態(tài)仿真方法成功推廣到配電網三相機電暫態(tài)仿真，就配電網機電暫態(tài)仿真的一些

4、特殊問題給出了具體解決方法，最后采用三相穩(wěn)態(tài)潮流結果作為配電網暫態(tài)仿真的初始狀態(tài)，以負荷突變和分布式電源投切為假想擾動，選用改進歐拉和迭代法實現(xiàn)了全配電網三相機電暫態(tài)仿真。
　　本文具體的研究工作如下:
　　(1)配電網常規(guī)元件建模:構建了線路包括串聯(lián)阻抗及并聯(lián)導納的三相導納模型;構建了變壓器計及變比、接線方式的三相導納模型;負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/電感濾波并網接口、PQ控制策略的分布式電源為對象，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幺化方法，提出了模型基于對稱系統(tǒng)與實際網側節(jié)點電壓不對稱矛盾的解決方法;
　　(3)含分布式電源的三相潮流計算:系統(tǒng)推導了純輻射網的三相前推回代潮流算法、推導了極坐標下三相牛頓拉夫遜潮流雅克比矩陣，規(guī)范了仿真計算中相關參數(shù)正負、電流方向的正方向規(guī)定，給出了各類分布式電源節(jié)點的潮流計算處理方法，通過

6、了IEEE33節(jié)點、IEEE123節(jié)點測試案例;
　　(4)含分布式電源的全配電網機電暫態(tài)仿真:根據機電暫態(tài)仿真思想，提出了配電網三相時域仿真一般步驟，研究了機電暫態(tài)仿真過程中關鍵步驟，并就其中存在的分布式電源對稱注入初值計算、分布式電源的注入電流、平衡節(jié)點的注入電流、擾動處理等配電網特殊問題進行了詳細的分析說明。最后，在構建的六節(jié)點案例及IEEE33節(jié)點接入分布式電源算例中，利用matlab編寫的程序實現(xiàn)了多重擾動下配電網三相時