分布式电源对配网供电电压质量的影响和改善

1、 毕业设计论文题目： 分布式电源对配网 供电电压质量的影响和改善学生姓名: 学 号: 班 级: 专 业: 指导教师： 2021 年 6 月分布式电源对配网供电电压质量的影响和改善 学生姓名: 学 号: 班 级: 所在院(系): 指导教师: 完成日期: 荣誉誓言我保证此毕业设计论文成果为我本人独立完成，没有欺骗、剽窃、伪造、虚假及其他任何违反学术标准行为。我清楚不遵守这个承诺将导致零分成绩，并被通告学校相关部门，情节严重时将受到纪律处分甚至承当法律责任。承诺人签字： 年 月 日分布式电源对配网供电电压质量的影响和改善摘要近年来，我国电力系统的开展极为迅速，电网结构也越来越复杂，全国电网互联结构根

2、本形成。目前，500kV 线路已成为许多经济兴旺地区的骨干网络，750kV的输电线路已经运行,1000kV的特高压试验示范工程也在进行。为了提高电力系统运行的可靠性，保证电能质量，节约能源，从而引入了分布式发电。分布式发电系统对配电网有着多方面的影响。本文研究的内容是分布式发电对配电网电压分布的影响和改善。首先本文重点介绍了课题的背景及研究意义，让我们对该课题有一个宏观的理解。其次介绍了分布式电源并网对配电网电压质量影响的作用机理，并分析了目前几种较为常见的分布式电源如太阳能光伏发电，风电机组等发生波动的主要原因。然后介绍了利用潮流程序，分析分布式发电电源并网后对配网电压的影响，运用Matla

3、b仿真软件分析对分布式电源并网后对电压相对值的影响。最后，根据仿真结论，提出电压质量的改善措施。关键词：分布式发电；配电系统；电压影响；电压改善；Matlab仿真IMPACT AND IMPROVEMENT OF DISTRIBUTED GENERATION ON DISTRIBUTION NETWORD VOLTAGE QUALITYABSTRACTIn recent years, the development of Chinas electric power system is very rapid， and the grid structure is more complex. The

4、 interconnecting structure of national power grid has been formed. At present, the 500kV line has become the backbone network in many economically developed areas, 750kV transmission line has been running, the demonstration project of 1000kV UHV test is also underway. In order to improve the reliabi

5、lity of power system operation, to ensure the quality of electric energy, energy saving, thereby introducing the distributed power generation.Distributed power generation system for the distribution network has multiple effects. The content of this paper is the impact and improve of distributed gene

6、ration on distribution network voltage distribution. Firstly, this paper introduces the topic background and the research significance; let us have a macro understanding of the subject. Secondly, this paper introduces the mechanism of the effect of distributed generation on voltage quality of distri

7、bution network, analyzes the main reasons of several common distributed power fluctuation (Such as solar photovoltaic, wind turbine,etc.). Then introduces the load flow of program, use it to analysis the steady-state voltage distribution and the steady-state voltage fluctuation after power grid conn

8、ected Distributed generation, by using the simulation software Matlab analysis on the influence of distributed power grid voltage relative value. Finally, put forward to improve the voltage quality measures according to the result of simulation.Keywords: distributed generation; distribution system;

9、effects of voltage; voltage improvement; Matlab simulation.目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc391025957 1 绪论 PAGEREF _Toc391025957 h 1 HYPERLINK l _Toc391025958 1.1 引言 PAGEREF _Toc391025958 h 1 HYPERLINK l _Toc391025959 1.2 分布式发电目前现状 PAGEREF _Toc391025959 h 1 HYPERLINK l _Toc391025960 1.2.1 国内外现状 P

10、AGEREF _Toc391025960 h 1 HYPERLINK l _Toc391025961 1.2.2 需进一步研究的问题 PAGEREF _Toc391025961 h 3 HYPERLINK l _Toc391025962 1.2.3 开展前景 PAGEREF _Toc391025962 h 4 HYPERLINK l _Toc391025963 1.3 课题研究的意义 PAGEREF _Toc391025963 h 4 HYPERLINK l _Toc391025964 1.4 本文研究的主要问题 PAGEREF _Toc391025964 h 5 HYPERLINK l _T

11、oc391025965 2 分布式发电对配网电压质量的影响 PAGEREF _Toc391025965 h 6 HYPERLINK l _Toc391025966 2.1 分布式发电的概述 PAGEREF _Toc391025966 h 6 HYPERLINK l _Toc391025967 2.1.1 分布式发电简述 PAGEREF _Toc391025967 h 6 HYPERLINK l _Toc391025968 2.1.2 分布式发电的种类 PAGEREF _Toc391025968 h 6 HYPERLINK l _Toc391025969 2.1.3 分布式发电的优点 PAGER

12、EF _Toc391025969 h 7 HYPERLINK l _Toc391025970 2.2 分布式电源并网对配电网的影响 PAGEREF _Toc391025970 h 7 HYPERLINK l _Toc391025971 2.2.1 分布式电源并网的假设干问题 PAGEREF _Toc391025971 h 7 HYPERLINK l _Toc391025972 2.2.2 分布式发电对配电网的影响 PAGEREF _Toc391025972 h 9 HYPERLINK l _Toc391025973 2.3 常见的分布式发电技术介绍 PAGEREF _Toc391025973

13、h 13 HYPERLINK l _Toc391025974 2.3.1 太阳能光伏发电 PAGEREF _Toc391025974 h 13 HYPERLINK l _Toc391025975 2.3.2 风电机组 PAGEREF _Toc391025975 h 15 HYPERLINK l _Toc391025976 2.3.3 燃料电池 PAGEREF _Toc391025976 h 15 HYPERLINK l _Toc391025977 3 配网潮流计算 PAGEREF _Toc391025977 h 17 HYPERLINK l _Toc391025978 分布式发电在配网潮流计算

14、中的模型 PAGEREF _Toc391025978 h 17 HYPERLINK l _Toc391025979 3.2 基于前推回代算法的配电网潮流计算 PAGEREF _Toc391025979 h 18 HYPERLINK l _Toc391025980 3.3 网络层次构造及分析 PAGEREF _Toc391025980 h 18 HYPERLINK l _Toc391025981 3.4 分层前推回代法的算法 PAGEREF _Toc391025981 h 22 HYPERLINK l _Toc391025982 3.5 前推回代法潮流计算程序图 PAGEREF _Toc3910

15、25982 h 23 HYPERLINK l _Toc391025983 4 分布式电源对配网电压质量影响的仿真 PAGEREF _Toc391025983 h 25 HYPERLINK l _Toc391025984 4.1 仿真软件介绍 PAGEREF _Toc391025984 h 25 HYPERLINK l _Toc391025985 4.2 理论分析 PAGEREF _Toc391025985 h 25 HYPERLINK l _Toc391025986 4.3 仿真分析 PAGEREF _Toc391025986 h 28 HYPERLINK l _Toc391025987 4.

16、3.1 分布式电源接入位置不同对配电网电压分布的影响 PAGEREF _Toc391025987 h 29 HYPERLINK l _Toc391025988 4.3.2 分布试电源容量对配电网电压分布的影响 PAGEREF _Toc391025988 h 31 HYPERLINK l _Toc391025989 4.3.3 分布式电源功率因数对电压分布的影响 PAGEREF _Toc391025989 h 32 HYPERLINK l _Toc391025990 5 改善由于分布式电源引起的电能质量问题的措施 PAGEREF _Toc391025990 h 35 HYPERLINK l _T

17、oc391025991 5.1 主要改善措施的介绍 PAGEREF _Toc391025991 h 35 HYPERLINK l _Toc391025992 无功补偿及调压方法 PAGEREF _Toc391025992 h 36 HYPERLINK l _Toc391025993 5.3 分布式发电并网调压的仿真分析 PAGEREF _Toc391025993 h 38 HYPERLINK l _Toc391025994 6 结论 PAGEREF _Toc391025994 h 41 HYPERLINK l _Toc391025995 参考文献 PAGEREF _Toc391025995 h

18、 42 HYPERLINK l _Toc391025996 致谢 PAGEREF _Toc391025996 h 441 绪论1.1 引言随着社会经济以及电力事业的不断开展，目前全世界根本上都是依靠现代大容量的电力系统供电，但随着化学能源的短缺和环境问题的日益严重，大容量电力系统的缺乏与缺陷已经日益暴露出来。比方大容量电力系统对资源的需求量很大，同时对环境的污染也十分的严重，如何在不影响电力系统可靠性，灵活性的根底上，保证环境与电力系统和谐开展，是目前的重要研究问题之一。又比方目前中国处于开展中国家，还有很大一局部地区属于偏远地区，而偏远地区的供配电网络建设的费用及其的高，并且要建成需要很长的

19、时间周期，同时还不能保证其电能的稳定性，这也成为当前我国电力系统面临的一大难题。又比方，我国南北互联网局面已根本形成，假设发生局部的事故，极易造成扩散，造成对电力系统更大的危险。又比方随着微能源发电技术的飞速开展，新能源分布式发电技术正成为一个热门的研究课题，这使得更多的国家将分布式电源引入了传统的配电网。近年来它在低压配电网的不断参透，严重影响了用户端的供电质量。综合上述，从而引入了分布式发电Distributed Generation，简称DG技术。分布式发电技术是随着新能源及其开发技术的不断开展提升，逐渐推广的一种现代化发电技术形式，尤其在提高电力电压质量和资源最大化利用具有广泛的应用价

20、值和光明的前景，因此，进行基于分布式发电的配电网电压质量的分析，不仅有利于提高分布式发电配电网运行可靠性，对于推动智能电网的开展也有着积极的作用，对环境有一定的改善，同时对于人类可持续开展有重大意义。1.2 分布式发电目前现状1.2.1 国内外现状分布式发电属于新兴的高科技领域，近年来国内外开展较为迅速。截至2021年底，中国已经投入配网的分布式电源约万个，装机容量到达了3436万千瓦，其中分布式水电占百分之七十，约为2376万千瓦，居世界第一；余压、余热、余气生物质和发电资源综合利用近年来也增长迅速，装机容量达871万千瓦，也居世界前列。并且，我国光伏电池、风机和组件产量都居世界第一，成为世

21、界新能源装备制造中心；微型燃气轮机设备研制取得重大突破，初步具备了自主研发能力。就目前国内而言，据文献报道，国内是很看重分布式发电技术的开展。目前中国在2021年发布了?分布式发电管理暂行方法?，其中就明确的说明了分布式发电在电网如何接入、工程建设管理、如何进行运营管理等的具体方法。在实际应用中，国内不同类型的分布式发电以较高密度接入电网，可以在节能减排、能源利用效率和提高供电可靠性等方面表达除明显的优势，但与此同时，也会使配电网成为有源化网络，给配电网运行提出更高要求，也对技术人员提高了的要求。就目前国内分布式发电的开展现状来看，我国分布式发电始于小水电自发自供，近年来，新能源和天然气分布式

22、发电才开始起步。根据中国城市燃气协会分布式能源专委会统计，截至2021年全国天然气分布式能源工程总装机容量近100万千瓦，主要分布在上海、北京和广州等大城市的宾馆、大学城、写字楼和医院等公共建筑。在2021年，光伏电站特许权招标工程和金太阳示范工程开始启动，在这两个工程的带动下，分布式光伏发电迅速开展,到2021年底，分布式光伏累计装机容量到达约200万千瓦，是2021年的很多倍。其中2021年新增分布式光伏就到达了约100万千瓦。为此，国家能源局在最近还推动了分散式接入风电开发，在110千伏及以下电压等级就近接入风电机组，所发电力不考虑升压外送，从现在的试样效果来看，可以有效提高风电利用小时

23、数。另外，截至2021年底，由于生物质发电普遍规模较小，具备分布式特征，所以主要用在发电厂运行，目前全国生物质直燃发电装机850万千瓦，大多作为发电厂运行。在最近制定的?能源开展“十二五规划?中，明确了中国将于2021年，建成1000个天然气分布式能源工程，10个分布式电源能源示范区。分布式太阳能发电量到达1000万千瓦以上，建成100个以分布式电源可再生能源应用为主的新能源示范城市。而目前国外的分布式发电技术也日益开展起来，目前国外的分布式发电主要是以发电以风能、热电联产和太阳能光伏为主。在20世纪80年代末，欧洲、美国和日本等国都开始采用分布式发电对电网进行配电，从此，全球电力工业出现由传

24、统的集中供电模式向分散和集合相结合的供电模式过渡的趋势，2021年之前，就全球累计新增发电容量的25%到30%为分布式发电，其开展速度非常急速。目前日本的分布式发电以太阳能光伏发电和热电联产为主，总装机容量到达了约3600万千瓦，占全国发电装机容量的13.4%。2000年，欧盟地区分布式电源装机容量为74万千瓦，预测2021年将到达195万千瓦，其发电量也将到达总发电量的22%。美国是世界上可再生分布式能源和开发新能源发电最多的国家，也是全球绝大多数的商用分布式电源设备的主要提供商。美国的分布式发电以天然气热电联供为主，1998年，美国加州就有近8GW 此类分布式发电系统，而整个美国那么高达5

25、0万千瓦，。在2004年，美国分布式发电总容量为67万千瓦左右，约占美国国内总发电量的7%，到达了世界平均水平。据美国电力科学研究院预测，在2021年，美国新增发电容量的25%将采用分布式电源，而国家天然气基金会的估计那么高达30%。，实际上，在2021年，美国分布式电源总装机容量约12200万千瓦，占全国发电装机容量的14%。欧洲分布式电源的开展在世界处于领先水平；丹麦、芬兰、荷兰分布式电源的发电总量分别占国内总发电量的52%、38%和36%4 。其中,丹麦分布式发电量超过全部发电量50%，在全国，80%以上区域的供热采用热电联产的方式，分散接入电网的风电装机容量高达300万千瓦；英国现有1

26、000多座分布式电站；而德国近97%的可再生能源发电接入配电网，以分布式方式为主要利用。1.2.2 需进一步研究的问题973方案今后，分布式发电的应用将会越来越广泛，同时分布式发电技术将与智能电网技术协同开展。由天津大学承当的分布式发电供能系统的根底理论和关键技术问题的973研究方案拟就分布式发电需要解决的4个方面的科学问题进行展开：1配电系统本身具有结构复杂、设备类型多样、负荷预测困难等特点，其规划问题面临着很多不确定性因素的影响。由于分布式电源的出力以及微网与配电系统间的交换功率受多种不确定因素的影响，同时分布式电源或微网的投资主体具有多样性，致使大量分布式电源的接入，因而增加了未来配电系

27、统规划工作的复杂性。2分布式电源的接入，改变了电力系统的结构，将配电系统从简单的受电网络变成了复杂的有源网络。如何协调大电网与微网之间的运行，一方面要确保绿色、环保可再生能源的充分利用，另一方面又要保证系统的电能质量、运行稳定性与供电可靠性，是当前分布式发电供能技术应用中的一个主要难题，是限制分布式电源渗透率进一步提高的主要障碍。3当前配网保护与控制装置的配置方案不能适应多分布式电源、多微网接入的方式，已经成为广泛应用分布式发电供能系统的技术瓶颈。此外，大量分布式电源通过逆变装置并网，势必会带来诸多电能的质量问题，需要将分布式电源逆变并网装置的控制与微网电能质量的综合治理相结合，保证系统电能质

28、量满足要求。4灵活可靠的仿真工具是进行分布式发电供能系统复杂动态行为研究的重要手段。在微网全过程的数字与物理混合仿真中，如何实现电磁暂态、机电暂态到中期、长期过程的全过程仿真是一个极具挑战性的难题。1.2.3 开展前景分布式发电技术结合了众多的优点，对环境压力有所缓解，对电网的稳定性有所帮助，提高电网的可靠性。并且分布式发电灵活性高，在不同的地方都能发挥最好的效果，别是光伏发电。随着技术的不断前进，相信分布式发电技术一定可以突破重重问题，最终实现电网损耗最小，电能质量可靠稳定。1.3 课题研究的意义纵观世界电力工业的开展历史，提高能源利用效率和经济效益并且减少对环境影响，是对电力工业开展的一贯

29、要求，也是电力系统所期待的，只是由于过去的科技落后，电力工业效益最优函数的唯一求解方向是提高电压等级和单机容量。而今，随着互联网的开展，分布式发电融合了互联网技术和信息技术的分布式发电，直接面向终端用户的优点，以其能源利用效率高，将电力工业的综合效益寻优由传统大电网相协调的多变量函数的最优解和单变量函数变为了综合考虑分布式发电，从而获得环境效益、经济效益等的进一步优化。此外分布式发电还能解决常规能源无法解决的问题，能实现能源利用最优化，减缓根底设施的压力，以及合理利用资源的途径。通过本课题研究，要求了解分布式电源的根本特点，了解目前较为广泛的几种分布式电源发生功率波动的主要原因，了解分布式发电

30、对配电网电压质量的影响，提出改善电压质量的措施。通过本课题的研究设计，使我们对所学专业知识进行综合应用，能熟练的应用Matlab等相关软件，到达提高分析问题和解决问题的能力之目的。1.4 本文研究的主要问题本文研究的主要问题是利用潮流程序，分析分布式电源并网后的稳态电压分布以及稳态电压波动，主要从分布式电源安装位置不同来进行讨论。利用短路容量法仿真分析分布式电源并网后的相对电压变化率以及当系统受到扰动时的电压波动抑制率。仿真分析各类型分布式电源在不同运行方式下的稳态电压分布，相对电压变化率以及电压波动抑制率，且根据仿真结论，提出分布式电源并网后，电压质量的改善措施。2 分布式发电对配网电压质量

31、的影响2.1 分布式发电的概述2.1.1 分布式发电简述分布式发电通常是接入一个低压或者中压的配电系统，并且对配电系统会产深远而又广泛的影响。通常来说，分布式发电系统是又功率1000瓦到50兆瓦的小规模块式，与环境相互兼容，不产生矛盾的独立电源，一般又电力部门和用户，或者第三方所拥有，其作用是满足电力系统和用户特定的要求。过去的分布式电源包括用户在紧急情况下使用的小型才有发电机，自备厂小热点，以及早期燃煤等等，但由于这些分布式电源技术性能差，对环境的影响大，效率也很低，所以逐渐的被现代的新式分布式电源所取代。新的分布式电源解决了老式分布式电源很多缺乏的地方，从目前来看，分布式电源的开展空间还很

32、大，将来也必然会走向多样化，节能，环保的方向。2.1.2 分布式发电的种类分布式发电的分类一般是根据DG的技术类型，所用的一次能源和并网的接口进行分类的。分布式发电的分类见表1-13 。表1-1 分布式发电的分类技术类型一次能源接口技术输出形式规模大小大型中型小型光伏系统可再生能源逆变器直流电地热发电可再生资源直接相连交流电水力发电可再生资源直接相连交流电风力发电可再生资源逆变器交流电太阳能发电可再生资源逆变器直流电燃料电池化石燃料/可再生能源逆变器直流电小型燃汽轮机化石燃料/可再生能源直接相连交流电续表1-1小型燃汽轮机化石燃料/可再生能源直接相连交流电微透平化石燃料/可再生能源逆变器交流电

33、生物质能发电可再生能源/废弃物直接相连交流电2.1.3 分布式发电的优点1分布式发电容量和体积都比拟小，与系统相互独立，可自行控制，安装比拟灵活，由于参与系统运行少，启动停止都很快，便于实现全自动，操作性好，且安装到运行的周期短，投资小，在偏远地区可以有效的实行，对我过现阶段是有很好的开展前景。2分布式发电是通过不污染环境的能源来进行发电的，属于绿色发电。同时分布式发电可以提高燃料利用率，对环境承受压力起到缓解作用。特别是在农村，山中，牧区和开展中的小，中，大型大城市以及商业区的居民供电，大大减小了环保的压力。3分布式发电合理的安装在电力系统，可以有效的降低网损，甚至没有，不需要建立配电站，降

34、低了输配电的本钱，还有土地安装的费用，同时也提高供电质量以及提高电力系统稳定性。4分布式电源可以在电力系统停电时急用，有效的缓解重要用户供电，减少停电损失，弥补了大电网在意稳定性缺乏，在意外发生时能继续供电，称为不可缺少的一局部，从而间接的降低了经济损耗。2.2 分布式电源并网对配电网的影响2.2.1 分布式电源并网的假设干问题目前，在分布式发电技术上，我国大局部地区都是实行分布式发电，由于我国领土较大，南北和东西地形差异巨大，导致了各个地区的分布式电源的性能，容量，并网方式以及并网点都有差异，电力系统的负荷预测和规划问题也随着分布式电源的接入而变得更加的复杂。因此，如何保证分布式电源并网以后

35、可靠的运行，是如今需要研究觉得的一个重大问题。当前，主要面临的问题可概括如下：1含分布式电源的系统规划：随着分布式电源的接入，电力系统的负荷也随着发生变化，负荷的预测和规划问题也虽那么编的更加的复杂。从分布式电源的分散性的特点来说，由于系统负荷变化难以预测，从而影响了电力系统搞的后续规划。从寻找最优方案反面考虑，分布式电源的类型，运行方式不同，因此分布式发电的位置，容量都要进行规划，需要综合考虑到其网损，电压，继电保护，线路上潮流等多方面的问题，从而使电网的综合性能到达最优的状态。从分布式能源的多样性特点来考虑，如何在配电网中确定合理的电源结构，也是当今的一大重要研究问题。2对并网后动态运行的

36、研究：由于分布式发电并网运行后，会增加电网中的电机的数量，同时电动机的负荷也会随之增加，这将导致电网发生了故障后，会发生不稳定的情况。另外由于分布式电源的能力如今对于地方性电网来说，是比拟弱的，分布式电源励磁调节范围也比拟小，所以在其控制到达了极限的时候，可能会使励磁系统失磁。从而使得分布式电源不稳定，导致电网的不稳定。除此这外，原有配电系统中的监控，调度和控制都是有供电部门同意管理的，在接入分布式电源后，电网的结构会发生根本性的变化，这使得供电部门的监控，调度和控制变得更加的复杂。最后，分布式电源并网是需要进行静态平安分析。如在地区发生故障时，分布式电源如果位置规划得不好，可能会影响供电质量

37、，导致电网可靠性的降低。3对并网后配电系统稳定性的影响：并网是很多个分布式电源与电力系统网络并联在一起，由于分布式电源的输出方式，与系统接口，运行方式与电网不同，这使得配电网的结构和运行方式都发生了变动，如原有系统中的潮流的单项模式由于分布式电源的接入而发生了改变，从而间接影响电压的稳定性。假设其变化会导致系统发生大变化，轻那么局部停电，设备顺坏，重那么电网奔溃。比方当分布式发电处于孤岛运行小电网不能与大电网相连状态时，由于孤岛电网没有电压，没有频率控制，用户得到的供电极为不稳定，轻那么停电，重那么损伤设备。另外分布式电源流向变电所的潮流如果很大时，可能会导致周围设备的过负载，从而也影响了电力

38、系统供电的稳定性。又比方风能发电和太阳能发电，由于受到地理位置和环境的影响，使得系统的潮流分布具有随机性，难以预测。已经确定的稳态下潮流分布不能描述电网的特征，所以必须使用概率特性，通过概率潮流计算，建立相对应的模型。除此之外，分布式电源接入电网后会带来电能质量的影响。4并网后的保护：分布式电源并入电网后，会导致原有的继电保护系统无法工作，需要改变原有的机电保护系统或者采取措施使其适应原有的保护系统，来实现电网保护整定。 5无功优化：由于分布式电源并网后会吸收或者发出无功功率，使得原来的电网中电压和无功分布会发生根本性改变，同时对无功和电压的控制水平也有所提高。目前电力系统规划需要讨论的问题主

39、要有四个方面，分别是离散性，非线性，大规模和收敛性对初值的依赖性大。6电力市场环境：由于分布式电源的种类不同，其本钱，品质，性价比都各有所异。并网后对电力系统的影响不同，导致了电力市场环境有所改变。图2-1为分布式电源并网示意图，其中U1表示机组出口电压向量，U2表示电网电压质量，Z表示线路阻抗，S表示线路上流动的功率向量。图2-1 分布式电源并网示意图2.2.2 分布式发电对配电网的影响3随着分布式电源的广泛应用，将分布式电源运用在电网中是电力系统的开展趋势，但是把大量的分布式电源引入电力系统，对电力系统配电网的影响还是很大的。主要方面包括以下几点：1对电能质量的影响：分布式电源并入配电网后

40、，可能引起系统电压偏差，系统频率偏差，电压波动剧烈，电压闪烁，谐波，电压脉冲，浪涌，瞬间电压中断等问题。其主要是电压闪烁和谐波两个方面。谐波产生的原因是分布式电源本来就是谐波源，其次分布式电源通过逆变器接入配电网，会产生谐波。电压闪烁产生的情况通常为大型分布式电源系统启动，分布式电源的输出突然变化或发生重大的变化，或者是分布式电源和反响环节的电压控制设备相互间产生了影响。如今对于分布式电源产生电压闪烁的解决方法是要求分布式电源减少分布式电源的启动次数，并且采用逆变器接入配电网，来使得分布式电源输出大幅度减小。当然，分布式电源发电对电能质量也有好的意面，合理的采用了分散，就地的供电方式，也可以提

41、高整个电网系统的稳定性，使系统更少的发生故障。2对系统保护的影响：由于辐射状配电网的潮流分布方向是从电源向用户单相流动的。考虑到配电网中，将近有80%以上的故障都是瞬时的，所以传统的配电网的保护设计通常是在变电站安装反向过电流继电器，主馈线上装设自动重合闸装置，支路上装设熔断器。又根据“ 仅断开故障支路, 对瞬时故障进行重合闸原那么，使各侧支路上的熔断器与自动重合闸装置相互间的协调, 而每个熔断器又分别与各个熔断器直接相连的上一级或者下一级支路上的熔断器相互协调，从而以实现配电网对线路的保护，此种保护是不具备方向性的。当引入分布式电源后，配电网变得复杂起来，成为一个多电源的系统，这种复杂的系统

42、需要其保护设备具有反向性。然而传统的自动重合闸装置和熔断器并不具备这种反向性，并且用大量的继电器那样的反向性能特别敏感的原件替换配电网中所有的自动重合闸装置和熔断器，是不可行的，因为其在经济上承受巨大的压了，对经济上没有帮助。所以，接入分布式电源后如何继续保持保护装置具有原来的性能，能够协调性的运行，以及在配电网中，容纳大量的分布式电源而不会影响原有的设备的正常运行，也不影响原有设备的误动，是当前面临的一个新问题3。3对线路网损的影响：在配电网中，负荷接近分布式电源系统时，通常整个配电系统的功率流向将会改变。按照节点负荷和分布式电源出力大小的关系。其变化可以分为三类。第一类为系统中每一个节点的

43、负荷量都大于或等于该店的分布式电源输出量，在这种情况下，分布式电源的引入会使得配电网中所有的线路损耗都降低。第二类为系统中至少有一点的节点的根不是电源输出量大于该店的负荷量，整个系统如果不是电源的输出量小于系统的总负荷量。这种情况下，分布式电源的引入可能导致整个配电网中某些线路的损耗增加，而整个配电网总体的线路损耗会相对降低。第三类为系统中至少有一个节点的分布式电源输出量要大于该的负荷量，并且整个系统分布式电源的输出量要大于系统中的总负荷量。在这种情况下，假设整个分布式电源的发电总量小于两倍的负荷总量，那么分布式电源的引入可能导致整个配电网中某些线路的损耗增加，而整个配电网总体的线路损耗会相对

44、降低。假设所有的分布式电源的发电总量不小于两倍的符合总量，那么分布式电源的引入将使得配电网的线路损耗增加。4对可靠性的影响：假设果分布式电源与电网并联，那么就有可能造成系统电压和频率的偏差，影响系统的可靠性。但是如果分布式电源作为备用电源来使用的话，那么那么有利于提高供电系统供电的可靠性。例如对于含有大量分布式电源的系统，特别是在薄弱的电力系统中，如果调度，控制方面协调性不好，分布式电源就可能会持续降低系统的可靠性。另外，系统中出现了扰动等随机性事件时，比方光伏电池在受到太阳能强度很大的影响下，由于分布式电源的高度不确定性，可能会降低系统的可靠性。5分布式电源对配电网规划的影响：首先配电网规划

45、分析模型会发生改变。与过去相比拟，由于分布式电源利用可再生能源，分布式电源的出现会使得电力系统的负荷预测，规划，运行等方面不确定性增加。所以比照于传统的发电厂发电，这种输出是波动的，其波动受自然条件很大的影响，且难以进行有效的调节。因此，为了获得正确的决策，必须将分布式电源在配电网中的影响做出准确性的评估，并通过分布式能源随气象条件的规律和统计特性，建立相对应的模型。其次，是对配网规划负荷预测的影响，由于分布式电源的出现，大量的分布式电源并入配电网，致使负荷变化明显，且其变化性变得难以预测，使得配电人员对难以对负荷的增长情况做准确的预测，从而大大影响了电力系统后续的规划。再其次，对于想和配电网

46、合作的安装分布式电源的独立公司或者用户，由于大量的分布式电源进入配电网运行，度对配电网的结果发生了根本性的变化，使得配电网对大型发电厂的依赖会相对的减少，原有的单向电源馈电潮流特性也会发生一定的变化，而这些问题会影响电压调整，无功平衡，继电保护扥一系列的问题发生，所以他们想维持和稳定平安可靠灵活的电能质量水平，很容易和电网公司之间长生冲突。另外，对配电网规划的变电所的建设也有一定的影响，因为传统的配电规划都是考虑的年限为5到20年，而在这个年限以内，通常假设的电网负荷会随着时间的增加而增加，这也就会出现一系列的中压点和低压点，导致的后果为:也许会要再新建立一个变电站，然而新建一个变电站会导致新

47、出现很多的节点，引发电力系统规划进一步变得困难。最后是分布式电源容量和位置的影响，当分布式电源接入配电系统给以后，假设位于线路的某个变电站上，那么只能改变电源的总容量，而不能改变线路承受的负载能力。假设分布式电源在线路的末端电荷上，那么通过线路的无功将会减少，这会舍得该线路的负荷值超过分布式电源对线路允许的负荷值，会导致线路的负载能力的变化，从而影响配电网运行。而随着分布式电源的逐渐增加，将会导致一系列的问题，如分布式电源线路潮流，电压压降，馈线传输的功率都会减小，馈线电压那么会升高等等，而假设分布式电源容量持续增大，分布式电源将有可能向上游提供功率，从而出现了逆向潮流，这对电网影响是很严重的

48、。为了理优化配置资源，供电公司在做这方面的规划时，应该有必要而且要尽可能地知道分布式电源投资商未来的投资规划和方案，从而方便进行有效的科学预测分析，以保证分布式电源在电力系统配电网的环境下，不会破坏电网运行的平安性，可靠性和经济性16。6对电压的影响：传统的配电系统一般为单向电源辐射状网络，在正常的运行条件下，即稳态运行状态下，电压是沿着馈线潮流的方向，电压逐渐的降低。而在接入分布式电源后，由于分布式电源输出无功的支持和馈线上的传输功率减小，使得在馈线上，各点的负荷节点处电压有所上升。电压上升的多少与接入的分布式电源位置，容量有密切的关系。其次，在传统的配电网中，负荷的有功功率和无功功率会随着

49、负荷的变化而变化，从而引起电压的波动，随着线路越来越靠近末端，其电压的波动也会随之越来越大。如果大量的负荷都在线路的末端，那么电压的波动将会变得尤为的大，甚至会导致电网局部奔溃。为了防止这一恶劣的情况发生，使分布式电源接入配电网后其电压波动减小，通常采用的方法是分布式电源与当地的负荷协调开展，也就是说当当地的负荷量减小时，分布式电源的输出量增加，当地的负荷量增加时，分布式电源的输出量减少。假设不协调开展，会导致认为控制很难，所以此类分布式电源很难与当地负荷协调开展，将导致电压大幅度波动。根据以上的分析，分布式电源接入配电网后会对配电网产生严重的影响，所以传统的电压控制方式往往是不再适用的。所以

50、，近年来提出了很多新的方法来控制电压波动，如通过调节步进电压调节器SVR实现电压波动的减小，防止局部节点电压越线。又如暴增分布式电源多发有功，少发无功，系统缺少的无功功率由其他无功设备如电容器来补偿。又如在配电网中安装静止无功补偿器，通过静止无偿补偿器相互间的调节，来抑制系统电压的波动等等。本文研究的重点为对电压质量的影响以及改善。2.3 常见的分布式发电技术介绍2.3.1 太阳能光伏发电太阳能，一般指的是太阳辐射出来的能量，是太阳中的氢原子在超高温状态下，发生持续核聚变所释放出来的巨大能量，在我们居住的地球上，人类所需的绝大局部能量都直接或间接的来自于太阳，仅仅40分钟的太阳能辐射，便足够我

51、们地球上一年所有能量的使用，并且太阳能具有优良的特性。比方太阳能的普遍性，没有地域的限制，无论在地球的何处，都可以直接或间接的利用太阳能，便于采集和运输。其次太阳能具有无害的性质，它是一种清洁能源之一，在如今的污染环境严重的一天，太阳能具有极其珍贵的用处。再其次，太阳能的量特别大，每年到达地球的太阳能辐射相当于130亿吨煤，是世界上可以开发量最大的能源。最后，太阳能就有长久性，可以这么说，太阳能是取之不尽用之不竭的。但是，太阳能也有其缺点，比方太阳能的分散性，虽到达地球外表的太阳能总量很大，但是能流密度却不尽人意，一次，想要利用太阳能，想要得到一定的功率并应用，往往需要面积很大的一套收集，转换

52、工具，其造价本钱是相当高的。其次太阳能的不稳定性，有影响了光伏发电。由于受到天气，季节，地理位置，昼夜，海拔等等诸多因素，以及太阳能的储存问题如今难以解决，造成了太阳能难以连续，稳定的使用。最后，太阳能的效率和本钱比拟高，虽然随着科技的开展，利用太阳能的技术已经成熟了，但是其效率低，本钱高的因素难以和市场上的其他能源竞争，造成了太阳能利用受经济因素的限制。分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。太阳能光伏发电是利用太阳能电池半导体材料发生光生伏效应，将光

53、能转换成电能，或者光能装换为热能，再由热能装换为电能。分布式光伏发电系统的根本设备主要包括光伏方阵支架、直流汇流箱、光伏电池组件、并网逆变器、直流配电柜、交流配电柜等设备，另外，还有供电系统监控装置和环境监测装置。并且多余或缺乏的电力通过联接电网来调节。由于目前材料和技术的限制原因，往往转换效率并不理想，所以单个的太阳能电池的发电量很小，实际中便采用了很多个点歌发电量很小的电池串联或者并联而组成电池组，但它的功率也只有仅仅几瓦到几十瓦。其发出的功率计算公式为:(2-1)(2-1)式中，I为总辐射强度，A为单个光伏电池组件的面积，其单位为m2，为组件额定转换效率。中国的太阳能光伏发电事业起步于2

54、0世纪70年代，在20世纪90年代到达了稳定的开展时期。随着30多年的开展，电力市场也逐步迅速开展，在一些偏远的地区，分布式光伏发电已成为供电的躯干。虽然分布式光伏发电存在一系列的问题，但是其优点，特别是对能源的节约，对环境几乎于0污染，是当今社会最为注重的。由于光能源受天气等原因的影响较大，所以其功率波动随天气变化越大。按照分布式光伏发电的类型可分为交流供电系统和直流供电系统，其主要区别在于是否使用了逆变器，以下介绍两种光伏发电系统，第一种为独立光伏系统，独立光伏系统是指没有和公共电网相互连接的，直接使用太阳能或者与其他的能源相互配合，从而供电给用户的系统，其示意图如图2-2。太阳能电池控制

55、器直流负荷储能装置逆变器交流负荷图2-2 独立光伏发电系统示意图另外一种分布式光伏发电是并网光伏发电，指的是直接使用太阳能电池，将其产生的直流电通过逆变器转换为交流电后并入公共电网，然后供电网用户使用，这种方式为目前世界太阳能发电的最主要的方法。其并网图如下2-3。太阳能电池逆变器公共电网图2-3 光伏并网示意图2.3.2 风电机组风能是一种清洁，不污染环境的可再生资源，是一种潜力很大的能源。力发电机因风量不稳定，故其输出的是1325V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机组产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳

56、定使用。风力发电是如今最为成熟的一大技术，也是目前应用最为广泛的技术，其开展前景是可观的。目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，我们最后使用的电能只会与电瓶充电量有关系，而功率的大小主要处决于分量的大小，而不仅是机头功率的大小。目前，尽管风力发电机多种多样，但归结起来，主要是两大类，一大类为水平轴风力发电机，另一类为垂直轴风力发电机。其中水平风力发电机，其特点为风轮的旋转轴与风向平行，对于小型风力发电机，这种装置是很实用的。而另外一种垂直抽风力发电，指的是风轮的旋转轴于地面或者气流方向。这一特点使得垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，使得其不仅结构设计简单，而且可以减少

57、风轮对风时的力。风力发电主要的优点是清洁，环境效益好；可再生，永不枯竭；基建周期短；装机规模灵活。其缺点主要是噪声，视觉污染；占用大片土地；不稳定，不可控；目前本钱仍然很高，并且影响鸟类。风电机组对接入电网产生影响的根本原因是自然界风能的间歇特性和随机性决定了风电功率具有不可预期的波动性。特别是当并网风电装机容量增长到一定规模时，风电功率不可掌控的波动将对电网的有功及无功功率平衡带来极其不利的影响。这些影响包括全网旋转备用容量安排、风电接入点局部地区电压水平、系统调频等方面。2.3.3 燃料电池燃料电池就是将燃料具有的化学能直接转变为电能的发电装置。燃料电池主要包括碱性燃料电池，血糖燃料电池。

58、其中碱性燃料电池是第一个燃料电池技术的开展主要用于航空，而血糖燃料电池是一种微型电池原件。燃料电池有众多的优点，比方，其能源的平安性，国防的平安性，并且燃料电池种类繁多，由于发电以氢气为主，而亲戚可以从碳氢化合或者醇类物质中提炼出氢元素，使得很多资源可以重复使用，如沼气池中的沼气。其次，燃料电池具有高效性，由于燃料电池的原理是化学能直接转换为电能，并非会长生很多废弃的能量，且不受卡偌效率的限制，所以其转换率从理论上来说是100%，但实际上只有85%左右，不过效率还是相当高的。另外燃料电池清洁，环保，不需要锅炉，汽轮机等大型设备，不会产生对环境污染严重的SOx，NOx气体等的排放。最后燃料电池有

59、较强的可靠性和良好的操作性，噪声效果也不明显。下面介绍以下燃料电池的根本工作原理：氢气在阳极催化剂的作用下，发生以下阳极反响：H22H+2e-1(2-5)电子通过负载和外电路到达阴极，在阴极催化剂的作用下，会发生生成水的化学反响：2H2+2e-12H2O(2-6)综合起来，其反响式为：2H2+O2=2H2O (2-7)工作原理图如2-4所示：阴极排放阳 极H22H+2e-12H2+2e-12H2O阴 极阳极排放氢氧化剂负载e+e-氧H+H+电解质图2-4 燃料电池工作原理图3 配网潮流计算由于分布式电源发电具有一定的特殊性，所以其潮流计算的模型往往和一般的配电网模型不同，分布式电源发电其潮流计

60、算模型往往和分布式发电的控制方式和运行方式的不同有密切的关系。如今，随着科技的急速开展，很多问题都迎面解决，如目前分布式电源发电所产生的电能经过电力电子转换器与电网相连接，分布式发电变得操作简单，并且可以随着调节系统电压，而不需要附加的其他无功补偿设备，这使得在配网一定的范围中。可以实现功率因数的调节，从而提高系统的稳定可靠的运行。如以下图3-1为分布式电源发电并网框架图：图3-1 分布式电源发电并网图并网逆变器是电网相连和分布式电源发电的主要装置，通常，我们在潮流计算中，将分布式电源发电作为PQ或PV节点，而采用电压控制方式的逆变器通常可以维持系统电压恒定。系统中并非所有的分布式发电都参与系