分布式電源接入對配電網(wǎng)電能質量的影響及應對策略研究.pdf

1、基于電力電子裝置的分布式電源(Distributed Generation，DG)具有功率交換特性復雜、輸出功率波動范圍大、非線性程度高等特點，若不對其并網(wǎng)電能質量進行分析與控制，當其大規(guī)模接入配電網(wǎng)后，很可能導致諧波污染、諧波諧振、電壓波動、三相電壓不平衡等電能質量問題，嚴重影響配電系統(tǒng)的安全可靠性和用戶的供電質量。為此，本文以DG接入對配電網(wǎng)電能質量的影響及應對措施為研究方向，重點開展以下研究工作。
　　針對DG接入對配電網(wǎng)電

2、能質量的影響機理問題。分別從DG全橋逆變器分岔特性所引入的諧波干擾、DG與非線性負載的諧波交互特性、DG接入后的配電網(wǎng)諧波諧振機理、DG的波動性及不對稱接入對配電網(wǎng)電壓的影響范圍及程度此四方面展開研究。
　　1、由于固有非線性特性，DG全橋逆變器可能經(jīng)歷快、慢時間尺度上的分岔而進入混沌失穩(wěn)狀態(tài)，此過程中逆變器將向電網(wǎng)注入高、低頻諧波分量。故本文在同步旋轉坐標系中，通過建立三相全橋逆變器的狀態(tài)空間平均模型和離散時間模型，完成對三相全

3、橋逆變器發(fā)生在快、慢時間尺度上分岔行為的理論分析。
　　2、研究非線性負荷條件下DG的輸出特性，不僅能指導DG逆變器的優(yōu)化設計，還能對電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行量化分析。故本文在分別使用雙重傅立葉變換和基于調制理論的時頻域混合建模方法對DG逆變器和非線性負荷進行建模的基礎上，利用預處理阻尼JFNK方法，在頻域內，對包含逆變器和非線性負荷的模型進行求解。獲得在非線性負載擾動情況下逆變器輸出的諧波特性。
　　3、由于容量差別、逆變器

4、非線性因素和高階并網(wǎng)濾波電路，易使包含DG的配電網(wǎng)發(fā)生諧波諧振。本文使用模態(tài)分析法，獲知配電網(wǎng)內各節(jié)點對于諧波諧振狀態(tài)的參與因子，及諧振狀態(tài)的影響范圍，并為諧波諧振的抑制提供借鑒和指導。
　　4、當出力具有隨機性的DG不對稱接入配電網(wǎng)后，易引起配電網(wǎng)電壓波動和三相不平衡。故本文使用概率潮流的思想，分別采用基于拉丁超立方采樣的蒙特卡洛法和基于無跡變換的方法，將不確定性潮流問題轉換為有限點的確定性潮流問題。使用序分量法來求解不對稱潮流

5、問題。利用分步迭代的思想將下垂控制的DG節(jié)點轉換為傳統(tǒng)節(jié)點類型，以便使用Newton-Raphson法求解。
　　針對DG接入后所引起電能質量問題的應對措施。在電能質量影響機理研究的基礎上，不僅考慮改進DG并網(wǎng)逆變器自身控制策略以進行主動控制，還積極探索基于九開關管逆變器結構的新型DFACTS裝置以進行被動控制。從此兩方面對電能質量問題的應對措施展開研究。
　　1、針對可控電壓源型DG，利用具備復數(shù)增益的準比例復數(shù)積分控制器

6、，與相位補償準比例諧振控制器相配合，構成相位補償控制策略，實現(xiàn)對任意次諧波序分量的獨立控制，提高電壓環(huán)控制算法的響應速度和穩(wěn)定裕度。針對可控電流源型DG，基于調制時間分配的思想，提出一種復合空間矢量滯環(huán)控制策略，從而協(xié)調電流環(huán)控制算法的跟蹤精度和動態(tài)性能。
　　2、提出一種基于九開關管的雙調諧注入式混合有源濾波器的新型DFACTS裝置，通過跨接配電變壓器的接入方式，使其既能對配電變壓器高、低壓側電能質量問題進行治理，又能穩(wěn)定九開關

7、管逆變器直流側電壓，還能保護配電變壓器免受諧波侵擾。為完善所提新型DFACTS裝置的性能，相繼提出了一種基于自適應原理的新型FBD諧波檢測算法和一種基于令牌指令的非連續(xù)空間矢量調制算法。
　　綜上所述，本文從產(chǎn)生機理和治理方法兩方面，圍繞分布式電源接入配電網(wǎng)后所引起的電能質量問題展開探討。但顧及高滲透接入情況下，分布式電源對配電網(wǎng)電能質量影響及對應治理方法的研究具有復雜性和特殊性。本文希望對電能質量問題的分析方法和逆變器控制策略提