分布式光伏并网对配电网电能质量的影响研究

摘要

自工业革命以来，传统石化能源的应用给全球环境带来了大量污染和温室效应，而新能源技术作为解决全球环境问题的重要途径之一，得到世界各国的普遍青睐和认可，应用日益深入和广泛。光伏发电作为新能源发电技术的重要组成部分，在世界范围内的发展可以说是突飞猛进，而其中分布式光伏发电技术的应用却更为普遍。随着越来越多分布式光伏项目并入配电网发电，其对配电网电能质量和系统稳定性的影响日益凸显。由于分布式光伏并网是未来光伏发电的主要形式和发展趋势，因此其并网后对配电网电能质量进行实时监测，分析其对配电网电能质量产生扰动的原理，对维护配电网系统稳定运行，具有较强的现实意义。本文主要针对分布式光伏并网对配电网电压质量影响开展仿真和研究。
　　分布式光伏的接入改变了传统配电网潮流单相敷设状供电模式，其输出功率具有随机性、波动性和不可调和特性，易引起配电网电压波动、闪变、越限和谐波污染。本文建立了本地分布式光伏客户配电网运行仿真模型，对不同电源等级基波与谐波电压、特性和潮流进行仿真运算和机理分析，发现功率因数高、逆功率潮流以及超前补偿都有提高受端电压的作用。在逆功率及正功率潮流下功率因数不同，对电压稳定性的影响也不相同，且系统在某频率下存在谐振现象。同时对含分布式光伏配电网功率仿真验证，发现分布式光伏的接入会引起低压总进线功率因数的周期性矩形脉冲波动，进而造成无功补偿装置频繁动作，在已投运的电容器支路形成涌流，可能造成熔断器的熔断。
　　文章提出配电网侧和光伏系统侧电能质量改善措施，分析其优缺点，给出无功控制、有功预测限值控制和有功无功综合控制等三种改善配电网电压质量的优化策略方案。通过比对研究，分析三种方案的合理性和局限性，发现有功无功综合控制策略，即利用逆变器剩余容量进行无功电压调节，减少不必要的有功削减，是提升电能质量最有效的方法。
　　最后，结合具体案例，提出各类分布式光伏发电项目并网的接入方案，开展异同性和适用性比较，总结出最理想的接入方案。

目录

声明

插图索引

附表索引

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究方法

1.4 主要研究内容

1.5 本章小结

第二章 分布式光伏发电系统的组成和分类

2.1 分布式光伏发电系统

2.2 分布式光伏与传统电源的异同

2.3 本章小结

第三章 分布式光伏并网对配电网电能质量影响分析

3.1 电能质量的概念和分类

3.2 分布式光伏并网对配电网电能质量的影响

3.3 分布式光伏并网电压稳定性和谐波特性研究分析

3.4 本章小结

第四章 配电网电能质量调节研究

4.1 分布式光伏并网对电能质量要求

4.2 配电网电能质量改善措施

4.3 含分布式光伏配电网功率研究分析

4.4 改善配电网电压质量方案优化

4.5 本章小结

第五章 典型分布式光伏发电并网接入设计

5.1 10kV接入公共电网开关站、配电室或箱变方案设计

5.2 “T”接10kV公共电网线路方案设计

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2 论文的创新与不足

6.3 展望

参考文献

致谢