畢業(yè)論文-分布式電源對縣級配電網(wǎng)電壓水平影響的研究

1、畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文題目 分布式電源對縣級配電網(wǎng)電壓水平影響的研究 專 業(yè)：電氣工程及其自動化學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 年 級：學(xué)習(xí)形式：學(xué) 號：論文作者：指導(dǎo)教師：職 稱： 鄭鄭 重重 聲聲 明明本人的學(xué)位論文是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨立撰寫并完成的，學(xué)位論文沒有剽竊、抄襲、造假等違反學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和侵權(quán)行為，否則，本人愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果，特此鄭重聲明。 學(xué)位論文作者（簽名）： 年 月 日I摘摘 要要分布式電源的接入使得配電系統(tǒng)從放射狀無源網(wǎng)絡(luò)變?yōu)榉植加兄行⌒碗娫吹挠性淳W(wǎng)絡(luò)。帶來了使單向流動的電流方向具有了不確定性等等問題，使得配電系統(tǒng)的控制和管理變得更加復(fù)雜。但同時，分布式電

2、源又具有提高電網(wǎng)可靠性，綠色節(jié)能，等等優(yōu)點，所以為更好的利用分布式電源為人類造福，我們必須對其進(jìn)行研究與分析。本文采取通過利用仿真軟件 Matlab 編寫計算潮流程序模擬分布式電源接入配電網(wǎng)的模型進(jìn)行潮流計算的方法對分布式電源的穩(wěn)態(tài)影響進(jìn)行探索與分析。選取了 34 節(jié)點的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過對單個以及多個分布式電源的接入位置以及容量的不同情況對 34 節(jié)點配電網(wǎng)的網(wǎng)損以及節(jié)點電壓狀況進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：分布式電源、配電網(wǎng)、牛頓拉夫遜法IIAbstractThe distributed generation access to distribution system makes pass

3、ive radial distribution network to active medium-sized power distribution network. It brings uncertainty to one-way direction power flow, etc., and it makes the control and management of the distribution system more complicated. Otherwise, it can bring a lot of benefits, such as more reliable, and i

4、t is green power. The distributed generation should be better known , so we can benefits more.So the program called Matlab was used to compile a program to solve the power flow problem. By this program, we can text which factor can influence the distributed generations access to the distribution sys

5、tem. The IEEE 34 Node model was chosen to be discussed how different factors can influence the power quality. This article analyzes distributed generations influence to the distribution system of energy lost and voltage level.Keywords: distributed generation, distribution system, Newton-Laphson meth

6、odIII目目 錄錄摘 要.IABSTRACT .II目 錄 .III1前 言 .11.1 分布式電源及其特點.11.2 研究背景與意義.11.3 國內(nèi)外進(jìn)展.21.4 本文的主要工作.32研究內(nèi)容以及算法選取 .42.1 研究內(nèi)容 .42.1.1 分布式發(fā)電對系統(tǒng)安全和可靠性的影響.42.1.2 分布式發(fā)電對系統(tǒng)潮流和網(wǎng)絡(luò)損耗的影響.42.1.3 分布式發(fā)電對電能質(zhì)量的影響.52.1.4 分布式發(fā)電對繼電保護(hù)的影響.62.2 配電網(wǎng)潮流計算方法 .62.2.1 牛頓類配電網(wǎng)潮流計算方法.62.2.2 母線類配電網(wǎng)潮流計算方法.72.2.3 支路類配電網(wǎng)潮流計算方法.72.3 配電網(wǎng)潮流算法的

7、選取以及理由 .82.3.1 多電源處理能力.82.3.2 收斂級數(shù).82.3.3 算法穩(wěn)定性.92.3.4 計算速度.93三相牛頓法以及潮流程序?qū)崿F(xiàn) .103.1 分布式發(fā)電系統(tǒng)的三相潮流計算 .103.1.1 分布式電源的加入，又對潮流計算提出了新的要求：.103.1.2 三相牛頓法.11IV3.1.3 分布式電源在牛頓法中的處理.123.2 程序流程圖 .143.3 主要程序段說明 .153.3.1 計算殘差。.153.3.2 進(jìn)行牛頓拉夫遜法迭代.154仿真結(jié)果與分析 .184.1 34 節(jié)點配電網(wǎng)算例的說明.184.2 研究分布式電源對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響 .184.2.1 分布式電源容

8、量對網(wǎng)損的影響.184.2.2 分布式電源位置對網(wǎng)損的影響.214.3 分布式電源對配電網(wǎng)電壓支撐作用的研究 .224.3.1 分布式電源接入位置對配電網(wǎng)電壓的影響.224.3.2 分布式電源容量對電壓支撐作用的影響.235總結(jié)與展望 .255.1 總結(jié) .255.2 展望 .25致 謝 .27參考文獻(xiàn) .2811前前 言言1.11.1 分布式電源及其特點分布式電源及其特點DG 是指某些中小型發(fā)電裝置靠近用戶側(cè)安裝，它既可獨立于公共電網(wǎng)直接為少量用戶提供電能，也可將其接入配電網(wǎng)絡(luò)，與公共電網(wǎng)一起共同為用戶提供電能1。它是以資源和環(huán)境效益最大化、以能源利用效率最優(yōu)化確定方式和容量的新型能源系統(tǒng)。

9、DG 電源包括:太陽能發(fā)電站、光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電站、地?zé)岚l(fā)電裝置、微型燃?xì)廨啓C、柴油發(fā)電機、燃料電池、生物質(zhì)發(fā)電裝置以及儲能裝置等2。根據(jù)用戶群及使用目的不同，DG 裝置可實現(xiàn)備用電站、電力調(diào)峰、熱電聯(lián)供電站以及邊遠(yuǎn)地區(qū)的獨立發(fā)電等多種用途。與傳統(tǒng)的中心電站相比，DG 裝置輸出功率要小得多，一般為 2KW-5OOMW。由于容量及體積均較小，因此易于找到合適的安裝地點。對于一些邊遠(yuǎn)貧困地區(qū)，安裝小型 DG 裝置，充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，采用就地發(fā)電的方法為該地區(qū)的居民提供電能。該方案投資小、建設(shè)周期短，切實可行。DG 有靈活的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，啟動過程只需幾秒鐘時間，而且其出力可以按小時調(diào)節(jié)。因此，D

10、G 的運營也具有很好的靈活性。此外，DG 可作為備用電源為要求不間斷供電的用戶提供電能，在峰谷電價的情況下，該措施可保障電力的可靠性，并減少電費支出3。同時，由于 DG裝置與大電網(wǎng)的接入和斷開具有相對自主性，當(dāng)大電網(wǎng)發(fā)生故障時，通過啟動斷開裝置，使 DG 與電網(wǎng)斷開，由 DG 獨立為用戶供電。美加大停電，以及隨后發(fā)生的倫敦大停電，引起了世界各國的高度重視。但在北美大停電時，那些擁有分布式能源系統(tǒng)的企業(yè)、單位和機構(gòu)，依靠分布式電源形成的“孤島”得到了基本的電力供應(yīng)，保證了正常的運行和生活需要4。1.21.2 研究背景與意義研究背景與意義現(xiàn)在全世界的供電系統(tǒng)是以大機組、大電網(wǎng)、高電壓為主要特征的集

11、中式單一供電系統(tǒng)。雖然全世界 90%的電力負(fù)荷都由這種集中單一的大電網(wǎng)供電，但是當(dāng)今2社會對能源與電力供應(yīng)的質(zhì)量與安全可靠性的要求越來越高，大電網(wǎng)由于自身的缺陷已經(jīng)不能滿足這種要求5。由于大電網(wǎng)中任何一點產(chǎn)生的故障都有可能對整個電網(wǎng)造成較大影響，嚴(yán)重時會引起大面積停電甚至是全網(wǎng)崩潰，造成災(zāi)難性后果，這樣的事故在國外時有發(fā)生，而且這種大電網(wǎng)又極易受到戰(zhàn)爭或恐怖勢力的破壞，一般的軍事打擊都把摧毀大電廠或電站作為主要目標(biāo)之一，一旦大電網(wǎng)受到破壞將嚴(yán)重危害國家的安全6，另外集中式大電網(wǎng)還不能很好的解決跟蹤電力負(fù)荷變化的問題，而為了短暫的峰荷建造發(fā)電廠其花費是巨大的，經(jīng)濟(jì)效益也非常低。根據(jù)西方國家的經(jīng)驗

12、：大電網(wǎng)系統(tǒng)和分布式發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合是節(jié)省投資，降低能耗，提高系統(tǒng)安全性和靈活性的主要方法7。集中式與分布式有機結(jié)合 21 世紀(jì)能源工業(yè)的重要發(fā)展方向。在歐洲，分布式能源已不是新技術(shù)。而在我國，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，我國集中式供電網(wǎng)的規(guī)模迅速膨脹。這種發(fā)展所帶來的安全性問題不容忽視。由于各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展很不平衡，對于廣大經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的農(nóng)村地區(qū)來說，特別是農(nóng)牧地區(qū)和偏遠(yuǎn)山區(qū)，要形成一定規(guī)模的、強大的集中式供配電網(wǎng)需要巨額的投資和很長的時間周期，能源供應(yīng)嚴(yán)重制約這些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。而分布式發(fā)電技術(shù)則剛好可以彌補集中式發(fā)電的這些局限性。在我國西北部廣大農(nóng)村地區(qū)風(fēng)力資源十分豐富，比如內(nèi)蒙古已經(jīng)形成了年發(fā)電量

13、 1 億千瓦時的電量，除自用外，還可送往北京地區(qū)，這種無污染綠色能源可以減輕當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境污染。在可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)中的除風(fēng)力發(fā)電外，還有太陽能光伏電池、中小水電等都是解決我國偏遠(yuǎn)地區(qū)缺電的良好辦法8。因此，應(yīng)引起足夠的重視。1.31.3 國內(nèi)外進(jìn)展國內(nèi)外進(jìn)展分布式發(fā)電系統(tǒng)的潮流計算這個課題隨著分布式發(fā)電系統(tǒng)的推廣而日益被重視。潮流計算是電力系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)，對于一個新出現(xiàn)的系統(tǒng)，必須在考慮新的元件，新的問題的前提下，改進(jìn)傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)潮流算法，以得到適用于新系統(tǒng)的潮流算法，使之能準(zhǔn)確，方便的為新系統(tǒng)的分析所運用。對于分布式發(fā)電系統(tǒng)也是一樣，分布式發(fā)電系統(tǒng)較之傳統(tǒng)的配電網(wǎng)系統(tǒng)，有很多的不同點，

14、而影響到傳統(tǒng)潮流算法的應(yīng)用的難點，主要集中在對分布式電源的建模及其在潮流算法中的處理方法上。許多文獻(xiàn)從不同的角度嘗試對這個問題進(jìn)行了分析，也積累了許多經(jīng)驗。3本世紀(jì)之前和世紀(jì)之初進(jìn)行的關(guān)于分布式發(fā)電系統(tǒng)潮流計算的研究，一般是將分布式電源簡化成一種節(jié)點類型，將其代入傳統(tǒng)的潮流計算中。一般的簡化處理有，將同步發(fā)電機處理成如 PQ 節(jié)點，即用一個三相平衡的電壓源接同步發(fā)電機三相阻抗所形成的功率輸出恒定的模型，而在能處理 PV 節(jié)點的算法中，也可以將其直接處理成有功輸出和電壓幅值恒定的 PV 節(jié)點；而對異步發(fā)電機，雖然其吸收的無功是隨該點的電壓幅值而改變的，但在配電網(wǎng)中，各點的電壓標(biāo)幺值基本都在 1.

15、0 附近，因此可以近似認(rèn)為異步發(fā)電機的吸收無功恒定，將其處理成 PQ 節(jié)點。如文獻(xiàn)9中，將分布式電源處理成 PQ 節(jié)點并用牛頓法解潮流。文獻(xiàn)10將同步發(fā)電機和異步發(fā)電機都看成 PQ 節(jié)點，形成了適用于潮流計算和短路電流計算的模型，值得一提的是，該文是第一篇考慮了三相不平衡問題的關(guān)于分布式發(fā)電系統(tǒng)潮流問題的文章。而文獻(xiàn)11則將分布式電源處理成 PV 節(jié)點，并用牛頓法計算了單相潮流。文獻(xiàn)12是在這時期的文獻(xiàn)中，分析的分布式電源類型較全的一篇，文中分別對同步發(fā)電機，異步發(fā)電機和與電力電子裝置相連的分布式電源進(jìn)行建模，根據(jù)所在節(jié)點的電壓值，計算出參與迭代的節(jié)點功率值，將分布式電源近似處理成 PQ 節(jié)點

16、，并且考慮到分布式發(fā)電系統(tǒng)中出現(xiàn)的逆向潮流，增加了對適用于逆向潮流的電壓調(diào)節(jié)器的建模，最后用前推-回代法實現(xiàn)了單相潮流的計算。1.41.4 本文的主要工作本文的主要工作本文通過利用仿真軟件 Matlab 編寫了潮流計算程序模擬分布式電源接入對配電網(wǎng)的模型進(jìn)行潮流計算，這個程序能夠?qū)崿F(xiàn)通過人機對話界面輸入添加分布式電源的位置容量等信息，進(jìn)行運算得出潮流運算結(jié)果，從而得出各節(jié)點電壓，網(wǎng)損等穩(wěn)態(tài)參數(shù)。本文將選取 34 節(jié)點的配電網(wǎng)模型進(jìn)行分析，利用所編寫的潮流程序可以很方便的對分布式電源接入配電網(wǎng)對配電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)影響得出大量的數(shù)據(jù)從而進(jìn)行探索與分析。并繪制了大量圖表作為理論依據(jù)。42研究內(nèi)容以及算法選

17、取研究內(nèi)容以及算法選取2.12.1 研究內(nèi)容研究內(nèi)容隨著電力市場的進(jìn)一步開放以及分布式發(fā)電成本的逐年降低，分布式電源將在電力系統(tǒng)占據(jù)越來越多的份額。但大量的分布式電源接入配電網(wǎng)將會對配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行產(chǎn)出很大的影響。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。2.1.12.1.1 分布式發(fā)電對系統(tǒng)安全和可靠性的影響分布式發(fā)電對系統(tǒng)安全和可靠性的影響分布式電源接入配電網(wǎng)，對系統(tǒng)的安全和可靠性可能會帶來正面影響，也可能帶來負(fù)面影響，視具體情況而定13。若將分布式電源作為備用電源接入系統(tǒng)，則可以部分消除電網(wǎng)的過負(fù)荷和堵塞，提高電網(wǎng)的輸電裕度。在適當(dāng)?shù)姆植际诫娫床贾煤碗妷赫{(diào)節(jié)方式下，分布式電源可以對系統(tǒng)電壓起支撐作用，

18、改善系統(tǒng)電壓的整體水平；若該種分布式電源具有低電壓穿越能力，則在系統(tǒng)發(fā)生故障時還能繼續(xù)運行，并起到緩解電壓驟降的作用，提高系統(tǒng)對電壓的調(diào)節(jié)性能。這些都有利于提高系統(tǒng)的可靠性水平。但若分布式電源并網(wǎng)運行，則也可能降低系統(tǒng)的安全可靠性。若分布式電源不具備低電壓穿越能力，則在系統(tǒng)發(fā)生故障時通常要求該分布式電源從電網(wǎng)中切除，則當(dāng)其所接的線路故障重合時，分布式電源不但不能起到電壓支撐的作用，反而會加重電壓跌落，且如果分布式電源沒有及時跳閘脫網(wǎng)，造成的非同期重合可能引起保護(hù)誤動作、設(shè)備受損，線路無法及時恢復(fù)運行，反而增加了用戶的停電時間。發(fā)生系統(tǒng)停電時，有些分布式電源的燃料會中斷或供給分布式電源輔機的電源

19、會失去，分布式電源會同時停運，仍無法提高供電的可靠性。同時，分布式電源與配電網(wǎng)的繼電保護(hù)如果配合不好，可能使繼電保護(hù)誤動作，反而使系統(tǒng)的安全可靠性降低。另外，分布式電源不適當(dāng)?shù)陌惭b地點、容量和連接方式都可能降低配電網(wǎng)的安全可靠性。2.1.22.1.2 分布式發(fā)電對系統(tǒng)潮流和網(wǎng)絡(luò)損耗的影響分布式發(fā)電對系統(tǒng)潮流和網(wǎng)絡(luò)損耗的影響在配電網(wǎng)中的負(fù)荷近旁接入分布式電源系統(tǒng)后，整個配電網(wǎng)的負(fù)荷分布將發(fā)生變化，文獻(xiàn)14提到主要有 3 種情況：（1）所有負(fù)荷節(jié)點處的負(fù)荷量均大于該節(jié)點處5DG 的輸出量；（2）至少有一個負(fù)荷節(jié)點處的負(fù)荷量小于該節(jié)點處 DG 的輸出量，但系統(tǒng)的總負(fù)荷量大于所有 DG 的輸出總量；（

20、3）至少有一個負(fù)荷節(jié)點處的負(fù)荷量小于該節(jié)點處 DG 的輸出量，且系統(tǒng)的總負(fù)荷量小于所有 DG 的輸出總量。對于情況（1） ，DG 的引入使配電網(wǎng)中所有線路的損耗減??；對于情況（2） ，DG 的引入可能導(dǎo)致配電網(wǎng)中某些線路的損耗增加，但配電網(wǎng)的總體線路損耗將減??；對于情況（3） ，如果所有 DG 的發(fā)電總量小于 2 倍的負(fù)荷總量，那么 DG 的影響與情況（2）相同，否則將使配電網(wǎng)的線路損耗增加。由此可見，分布電源的引入可能增大也可能減小系統(tǒng)損耗，這取決于分布式電源的位置、與負(fù)荷量的相對大小以及網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等因素。綜上所述，DG 的并網(wǎng)對電網(wǎng)的電能質(zhì)量、系統(tǒng)穩(wěn)定性、繼電保護(hù)、供電可靠性等都會帶來

21、影響，因此針對 DG 的特點，研究 DG 接入后的系統(tǒng)潮流分析方法、穩(wěn)定分析方法、短路分析方法等，可以量化分析 DG 給系統(tǒng)造成的影響，這對解決 DG 在電網(wǎng)運行中的技術(shù)困難和促進(jìn) DG 的廣泛開展具有重要意義。2.1.32.1.3 分布式發(fā)電對電能質(zhì)量的影響分布式發(fā)電對電能質(zhì)量的影響分布式電源接入配電網(wǎng)后，會引入各種擾動，從而對系統(tǒng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生影響。其影響主要有兩個方面。（1）電壓閃爍。DG 在下列情況下可能直接或間接引起電壓閃爍：a大型DG 系統(tǒng)啟動；b輸出突然變化或發(fā)生較大變化；cDG 和反饋環(huán)節(jié)的電壓控制設(shè)備相互影響。目前采用的解決方法是要求 DG 的擁有者減少 DG 的啟動次數(shù)，并

22、將DG 通過逆變器接入配電網(wǎng)以減少 DG 輸出的大幅度變化。（2）諧波。DG 在下列情況下可能引入諧波：a分布式電源本身就是一個諧波源；bDG 經(jīng)基于電力電子技術(shù)的逆變器接入配電網(wǎng)。文獻(xiàn)15針對大型配電網(wǎng)討論引入 DG 后一些重要母線的諧波電壓水平，提出可以在諧波電壓水平較高的母線上安裝特殊濾波器來抑制諧波電壓。文獻(xiàn)16針對含有 PV 發(fā)電系統(tǒng)的配電網(wǎng)，提出一種多功能逆變器控制策略，在 PV 發(fā)電系統(tǒng)的逆變器中加入并聯(lián)有源濾波器的功能，而且采用參考電壓最大功率點跟蹤控制策略來穩(wěn)定電壓源逆變器的輸出電流，起到抑制系統(tǒng)諧波電壓作用。此外，對于諸如電壓脈沖、浪涌（surge） 、電壓跌落（sags）

23、和瞬時供電中斷（outage）等動態(tài)電能質(zhì)量問題，可以通過在分布式發(fā)電系統(tǒng)中加入儲能裝置來解決。62.1.42.1.4 分布式發(fā)電對繼電保護(hù)的影響分布式發(fā)電對繼電保護(hù)的影響配電網(wǎng)中大量的繼電保護(hù)裝置早已存在，不可能為了新增的分布式發(fā)電而做大量改動，分布式發(fā)電必須與之配合并適應(yīng)它17。當(dāng)分布式電源在配電網(wǎng)中的數(shù)量比較多的時候，系統(tǒng)將會呈多電源不平衡,這樣保護(hù)裝置就必須具有方向性18。2.22.2 配電網(wǎng)潮流計算方法配電網(wǎng)潮流計算方法研究其影響，就是要研究其電能質(zhì)量等的各項指標(biāo)，所以采取何種潮流計算方法是第一步要做的工作。2.2.12.2.1 牛頓類配電網(wǎng)潮流計算方法牛頓類配電網(wǎng)潮流計算方法牛頓類

24、潮流計算方法主要有牛頓-拉夫遜潮流計算方法和快速分解潮流計算方法。牛頓-拉夫遜法自 60 年代稀疏矩陣技術(shù)應(yīng)用于牛頓法以來，經(jīng)過幾十年發(fā)展，已經(jīng)成為求解電力系統(tǒng)潮流問題的最廣泛的一種方法。當(dāng)以節(jié)點功率為注入量時，潮流方程為一組線性方程，牛頓法為求解非線性組最有效的方法之一。牛頓法的極坐標(biāo)方程為： * MERGEFORMAT (cossin)(sincos)iiijijijijiji jiiijijijijiji jPPUU GBQQUU GB(2.1)對（2.1）進(jìn)行泰勒展開，取一次項，即可得到牛頓-拉夫遜潮流算法的修正方程組。* MERGEFORMAT (2.2)PJQUPPQJQQU 式中

25、：，為潮流方程的殘差向量，,為母線的電壓修正量，J 為雅克PQU比矩陣。7快速分解法快速分解法是計算機實踐的產(chǎn)物。1974 年 Stott 發(fā)現(xiàn)在各種 PQ 解耦方法中，有功相角修正方程的系數(shù)矩陣用代替，無功電壓修正方程的系數(shù)矩陣用代替，有BB功無功功率偏差都用電壓幅值去除，這種版本的算法收斂性最好19。是用-1/x 為B支路電納建立的節(jié)點電納矩陣，是節(jié)點導(dǎo)納矩陣的虛部。Stott 稱這種方法為快速B分解法，快速分解法潮流迭代公式可以寫為20：* MERGEFORMAT (2.3)11111(,)(,)kkkkkkkkkkkkUBQUUUUBPU 2.2.22.2.2 母線類配電網(wǎng)潮流計算方法

26、母線類配電網(wǎng)潮流計算方法此類算法有 Zbus 方法和 Ybus 方法，這兩類算法本質(zhì)上是一致的。Zbus 算法如下21：（1）計算當(dāng)根節(jié)點獨立作用于整個配電網(wǎng)而且所有的等值注入都斷開的情況下，母線 j 的電壓： * MERGEFORMAT (2.4),0,sj sjUUZZ式中：US為根節(jié)點電壓，Z為網(wǎng)絡(luò)的等值阻抗，Zo,j為待求點的等值阻抗。 （2）計算母線 j 的等值注入電流 I”j （3）計算只有等值注入電流作用時的母線電壓：* MERGEFORMAT (2.5)UZI（4）應(yīng)用迭加原理： * MERGEFORMAT (2.6)newUUU式中：,1,2,.,Tsss nUUUU(5)檢

27、驗迭代收斂條件： * MERGEFORMAT (2.7) newoldUU知道迭代條件滿足，停止計算，不滿足繼續(xù)迭代，Uold代表上次迭代得到的電壓。2.2.32.2.3 支路類配電網(wǎng)潮流計算方法支路類配電網(wǎng)潮流計算方法基于支路類的潮流計算方法：8在輻射狀的配電子網(wǎng)中，對于支路 bj有：* MERGEFORMAT (2.8)()jijjjUUIRjX如果支路 bj的末點 Vj為末梢點，則該支路的電流 Ij等于流過末梢點的電流，也即等于該末梢點的電流，即等于該末梢點的負(fù)荷電流 IL,j即：* MERGEFORMAT (2.9),jL jII節(jié)點 vj的符合電流 IL,j可表示為： * MERGE

28、FORMAT (2.10),L jL jL jjPjQIU式中：PL,j-jQL,j為節(jié)點 vj復(fù)荷功率的共軛；Uj為節(jié)點 vj電壓的共軛。如果支路 bj的末點 vj不是末梢點，則支路電流 Ij應(yīng)為該支路末點 Vj電流和其所有子支路的電流之和： * MERGEFORMAT (2.11),jL jkkdIII式中：d 為以節(jié)點 vj為父節(jié)點的支路的集合。由末梢點向電源遞推就可以得到各支路的電流，再從電源點向末梢點回推就可以求得各節(jié)點電壓。2.32.3 配電網(wǎng)潮流算法的選取以及理由配電網(wǎng)潮流算法的選取以及理由分布式電源在配電網(wǎng)的廣泛應(yīng)用形成的分布式發(fā)電系統(tǒng)是未來配電系統(tǒng)是未來配電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。分

29、布式電源加入配電網(wǎng)后，出現(xiàn)了逆向潮流。多電源環(huán)網(wǎng)和多節(jié)點類型等傳統(tǒng)配電網(wǎng)潮流算法較難處理的問題，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)潮流算法難以滿足未來分布式發(fā)電系統(tǒng)的計算要求。2.3.12.3.1 多電源處理能力多電源處理能力支路類算法是面向支路和節(jié)點的，這些方法一次只能對一條饋線計算潮流，所以當(dāng)出現(xiàn)環(huán)網(wǎng)時，上述算法一般采取迭代聯(lián)絡(luò)線潮流的算法。這就增加了迭代次數(shù)和編程復(fù)雜性。因此這些方法不適用于處理雙電源。母線類算法和牛頓類算法將整個配電網(wǎng)作為研究對象，當(dāng)出現(xiàn)雙電源時，可以將其中一個作為 pv 節(jié)點，另外一個作為松弛節(jié)點，因此不需要另外編寫程序，從算法的穩(wěn)定性說，增加了 pv 節(jié)點還有助于潮流的收斂性。92.3.

30、22.3.2 收斂級數(shù)收斂級數(shù)潮流的收斂階數(shù)是決定收斂速度的關(guān)鍵，上述算法中除了牛頓-拉夫遜算法是二階收斂外，其余算法均為一階收斂。牛頓-拉夫遜潮流算法采用節(jié)點的功率為網(wǎng)絡(luò)的注入量。求解方程組時采用了系數(shù)矩陣的一階導(dǎo)數(shù)，所以對解具有平方逼近性，是二階收斂。其余算法均以網(wǎng)絡(luò)的電流或電壓為注人量，因此迭代方程均為線性方程，在選代求解過程中系數(shù)矩陣保持不變，所以相應(yīng)的迭代收斂階數(shù)也是線性的。2.3.32.3.3 算法穩(wěn)定性算法穩(wěn)定性算法穩(wěn)定性也是評價配電網(wǎng)潮流計算的重要指標(biāo)。一般可以認(rèn)為算法的收斂階數(shù)越高，算法的穩(wěn)定性越差。上述算法中迭代收斂階數(shù)為一階的配電網(wǎng)潮流計算方法均有較好的穩(wěn)定性。牛頓-拉夫

31、遜潮流計算方法為二階算法，其收斂性受初值影響較大。為彌補牛頓-拉夫遜潮流計算方法的這一缺陷，在實際應(yīng)用往往來用牛頓法和其他簡單迭代相結(jié)合的方法。即首先通過簡單迭代達(dá)到某一解的領(lǐng)域，然后再用牛頓方法加速收斂速度。2.3.42.3.4 計算速度計算速度由于牛頓-拉夫遜算法具有二階收斂特性，在配電網(wǎng)潮流計算中仍然保持著收斂速度和迭代次數(shù)方面的優(yōu)勢。在配電網(wǎng)潮流計算的實際應(yīng)用中仍然是一種性能優(yōu)良的潮流計算方法。支路類算法編程簡單，當(dāng)配電網(wǎng)的復(fù)雜程度高時，此類算法具有收斂速度快速數(shù)值穩(wěn)定性好的特點，其中前推回代法不需要進(jìn)行矩陣運算，占用計算機資源少。但是，當(dāng)配電網(wǎng)的復(fù)雜程度增大時這類算法的迭代次數(shù)成線性

32、增長，當(dāng)配電網(wǎng)的分支線大幅度增多時，迭代次數(shù)呈幾何級數(shù)增長。另外多數(shù)前推回代法不能求解電壓角度，所以這類算法在需要處理大功率的場合是不適合的22。綜合考慮由于牛頓拉夫遜法對多電源處理能力的擴展能力，以及牛頓拉夫遜算法具有二階收斂特性，在配電網(wǎng)潮流計算中仍然保持著收斂速度和迭代次數(shù)方面的優(yōu)勢。決定采用牛頓拉夫遜法進(jìn)行運算較為適宜。103三相牛頓法以及潮流程序?qū)崿F(xiàn)三相牛頓法以及潮流程序?qū)崿F(xiàn)3.13.1 分布式發(fā)電系統(tǒng)的三相潮流計算分布式發(fā)電系統(tǒng)的三相潮流計算 分布式發(fā)電系統(tǒng)是加入了分布式電源的配電系統(tǒng)。在配電網(wǎng)潮流計算方法的基礎(chǔ)上加入對分布式電源的考慮就可以形成分布式發(fā)電系統(tǒng)的潮流計算方法。配電網(wǎng)

33、絡(luò)具有許多不同于高壓輸電網(wǎng)的特征，如配電網(wǎng)絡(luò)具有輻射型結(jié)構(gòu)，存在單相、兩相或三相線路，以及三相不對稱負(fù)荷大量不存在的特點，這就對配電網(wǎng)潮流算法就提出了一些特殊的要求。 首先，收斂性問題在配電網(wǎng)潮流算法中將受到格外重視。這是由于配電支路參數(shù) r/x 比值較大，使原來在高壓輸電網(wǎng)中行之有效的算法，如快速解耦法等，在配電網(wǎng)中不再有效。所以，能否可靠收斂是評價配電網(wǎng)潮流算法的首要標(biāo)準(zhǔn) 。其次，由于配電系統(tǒng)中大量不對稱負(fù)荷的存在和單相、兩相和三相混合供電模式的采用，使得配電網(wǎng)的三相電壓電流不再對稱，因此，對配電系統(tǒng)不能像對待三相平衡系統(tǒng)那樣只計算單相的情況，而必須計算三相的電壓、電流和功率值，即要求進(jìn)行

34、三相潮流計算。 3.1.13.1.1 分布式電源的加入，又對潮流計算提出了新的要求：分布式電源的加入，又對潮流計算提出了新的要求： （1）分布式電源不同于一般的負(fù)荷節(jié)點，且要復(fù)雜得多，因此必然會在潮流計算中引入新的節(jié)點類型。因此要形成一種能有效處理各種分布式電源的潮流計算方法。 （2）加入分布式電源后，原來呈輻射狀結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中有可能出現(xiàn)環(huán)網(wǎng)，因此形成的潮流計算方法必須有處理環(huán)網(wǎng)的能力。綜上所述，本文選擇了牛頓類的潮流方法，并進(jìn)行合理改進(jìn)。牛頓法本身有很好的收斂能力，能進(jìn)行三相潮流，可以直接處理的節(jié)點類型在各種算法中是最多的(PQ 節(jié)點,PV 節(jié)點和平衡節(jié)點)，對環(huán)網(wǎng)有很好的處理能力。因此，非常

35、適合于分布式發(fā)電系統(tǒng)的潮流計算。本文形成了基于牛頓法原理的兩種分布式發(fā)電系統(tǒng)潮流計算方法。113.1.23.1.2 三相牛頓法三相牛頓法 牛頓法是解非線性方程的有效的方法。它把非線性方程的求解變成反復(fù)的求解線性方程，逐步接近非線性方程的解的過程，通常稱為逐次線性化過程。這是牛頓法的核心。用牛頓法解三相潮流問題的步驟如下：（1） 計算功率不平衡列相量11111,.,Tabcabcn innSPQPPPPPP (3.1)111111,.,abcabcTmmmQQQQQQ式（3.1）表示了一個有 n+1 個母線的系統(tǒng)的功率不平衡矩陣，其中有 m 個 PQ 母線，n-m 個 PV 母線，1 個平衡節(jié)點

36、。 PQ 節(jié)點的功率不平衡量為該節(jié)點的功率給定值與用當(dāng)前電壓計算出來的實際功率的差，可表示為： (3.2)11(cossin)(sincos)ncpppmpmpmpmpmiiijijijijijjm ancpppmpmpmpmpmiiijijijijijjm aPPVVGBQQVVGB其中 i =1, 2, , n-1，p = a, b, c。 而對 PV 節(jié)點來說，節(jié)點電壓幅值是給定的，不再作為變量。同時，該點無法預(yù)先給定無功功率。這樣，該點的無功不平衡量也就失去了約束作用。因此，在迭代過程中無須計算與 PV 節(jié)點有關(guān)的無功功率方程式。 (3.3)1(cossin)ncpppmpmpmpmp

37、miiijijijijijjm aPPVVGB其中，i =1, 2, , n-1，p = a, b, c。 只有當(dāng)?shù)Y(jié)束后，即各節(jié)點的電壓相量求得后，再求 PV 節(jié)點應(yīng)當(dāng)維持的無功功率。（2） 計算雅可比矩陣 (3.4)HNJJL其中12(3.5),(sincos)(sincos)(cossin)(cossin)pmpmpmpmpmpmijijijijijijpmpmpmpmpmpmiiijijijijijj i j ipmpmpmpmpmpmijijijijijijpmpmpmpmpmpmiiijijijijijj i j ipmpijijHV VGBijHVVGBNV VGBijNVVG

38、BJV V ,2,(cossin)(cossin)(sincos)(sincos)2mpmpmpmpmijijijijpmpmpmpmpmpmiiijijijijijj i j ipmpmpmpmpmpmijijijijijijpmpmpmpmpmpmppmiiijijijijijiiij i j iGBijJVVGBLV VGBijLVVGBVB （3）含分布式發(fā)電系統(tǒng)三相潮流的求解最終能化成求解下面的方程(3.6)*SJV 其中為節(jié)點三相電壓的修正列相量：V(3.7)111111111111111111,/ ,/,/,/,/,/,/TabcabcnnnaabbccaabbccTnnnnnn

39、VV VVVVVVVVVVVVV 3.1.33.1.3 分布式電源在牛頓法中的處理分布式電源在牛頓法中的處理從上一章的建模分析中可以得知，各種分布式電源可以分類成 PQ 節(jié)點、PV 節(jié)點、PI 節(jié)點和 P-Q（V）節(jié)點這四種節(jié)點類型。對 PQ 類型的分布式電源只需將它們簡單處理成功率值是負(fù)的負(fù)荷即可。本節(jié)主要分析其他三種類型的分布式電源在程序中的處理。 （1）P 恒定，V 恒定的 PV 節(jié)點PV 節(jié)點可以直接代入牛頓法中處理。若 PV 母線與系統(tǒng)通過 n（n=1,2,3）相線路連接，則母線上各節(jié)點注入功率為母線總注入功率的 n 分之一。在每次迭代后，可以求出節(jié)點的電壓相角和無功功率。若計算出的

40、節(jié)點無功越限，將其轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的 PQ 節(jié)點，Q 值等于該分布式電源能發(fā)出的最大無功值。如果在后續(xù)迭代中，又出現(xiàn)該節(jié)點電壓越界，重新將其轉(zhuǎn)換成 PV 節(jié)點。 （2）P 恒定，電流幅值 I 恒定的 PI 節(jié)點 PI 節(jié)點不可以直接代入牛頓法中處理，所以在每次迭代前須做一定的處理。若 PI 母線與系統(tǒng)通過 n（n=1,2,3）相13線路連接，則母線上各節(jié)點注入功率為母線總注入功率的 n 分之一。相應(yīng)的無功功率可以由上一次迭代得到的電壓，給定的電流幅值和有功功率計算得出：(3.8)22221()kkkQIefP 其中，為第 k +1 次迭代的分布式電源的無功功率值；，分22()kkef1kQkekf別

41、為第 k 次迭代得到的電壓的實部和虛部（+j=） ；I 為恒定的分布式電源的kekfkV電流相量的幅值；P 為恒定的有功功率值23。 因此在進(jìn)行潮流計算時，第 k+1 次迭代前可以把 PI 節(jié)點的無功注入量求出，在第 k +1 迭代過程中便可將 PI 節(jié)點處理成有功和無功輸出分別為 P 和 的 PQ1kQ節(jié)點。在每次迭代后，可以求出節(jié)點的電壓相角和無功功率24。PI 型的分布式電源也有無功輸出的限制，但從式（3.8）可以看出，的標(biāo)幺值一般在 1.0 附近，22()kkefP 和 I 是兩個必需維持的值，所以影響最后計算出來的值只是該 PI 節(jié)點的給定1kQ有功功率和電流幅值，即 P 和 I 若

42、給定得合理，則計算得出的無功功率不會越限。（3）P 恒定，V 不定，Q 受 P、V 限定的 P-Q(V)母線P-Q(V)節(jié)點不可以直接代入牛頓法中處理，所以在每次迭代前須做一定的處理。P-Q(V)節(jié)點給定的輸出有功功率為異步電機的輸出有功功率，節(jié)點電壓 U 在每次eP迭代后都得到修正，節(jié)點的注入無功功率 Q 計算公式如下：(3.9)24222(4)2er UUx PsPx(3.10)22()memrxxxsQPrx s(3.11)221111*(11)coscosceQP (3.12)cN UnitQnQ (3.13)22*N UitNUQn QU(3.14)QQQ其中，為異步電機的轉(zhuǎn)差率；為

43、發(fā)電機定子電抗與轉(zhuǎn)子電抗之和；為sx1x2xmx勵磁電抗；為轉(zhuǎn)子電阻；為異步電機的吸收無功；為異步電機的功率因rQ1cos數(shù)；為并聯(lián)電容器后節(jié)點的功率因數(shù)；一般要求在 0.9 以上；為并聯(lián)電容2coscQ14器需要補償?shù)臒o功；為投入的并聯(lián)電容器組數(shù)；為每組電容器補償?shù)臒o功；nN UitQ為電容器組實際補償?shù)臒o功；為參與潮流迭代的節(jié)點注入無功8。QQP-Q(V)母線與系統(tǒng)通過 n（n=1，2，3）相線路連接，則母線上各節(jié)點注入功率為母線總注入功率的 n 分之一。在進(jìn)行潮流計算時，第 k 次迭代后可以把 P-Q(V)節(jié)點的無功吸收量求出，在第 k+1 迭代過程中便可將 P-Q(V)節(jié)點處理成有功和

44、無功輸出分別為 P 和的 PQ 節(jié)點。 1kQ3.23.2 程序流程圖程序流程圖輸入數(shù)據(jù)形成節(jié)點導(dǎo)納矩陣給定電壓初值計算各節(jié)點的不平衡功率是否收斂輸出結(jié)果是求出雅可比矩陣求解方程解出電壓修正量對各節(jié)點電壓進(jìn)行修正迭代次數(shù)t=t+1否圖 3-1 牛頓法潮流計算程序流程圖153.33.3 主要程序段說明主要程序段說明3.3.13.3.1 計算殘差。計算殘差。mis = V .* conj(Ybus * V) - Sbus;F = real(mis(pv; pq); imag(mis(pq) ;%其中表示為 mis=V*I(共軛)-Sbus%FPQ 3.3.23.3.2 進(jìn)行牛頓拉夫遜法迭代進(jìn)行牛頓

45、拉夫遜法迭代% 牛頓法進(jìn)行迭代運算while (converged & i 1 fprintf(n%3d %10.3e, i, normF); end if normF tol converged = 1; if verbose fprintf(nNewtons method power flow converged in %d iterations.n, i); end endend17此程序可實現(xiàn)人機對話功能，在裝載配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湮募院?，可實現(xiàn)選取任意一個或兩個節(jié)點的分布式電源 P 恒定，Q 恒定模型的添加。以研究其影響，方便開展后面的工作。184仿真結(jié)果與分析仿真結(jié)果與分析4.

46、14.1 3434 節(jié)點配電網(wǎng)算例的說明節(jié)點配電網(wǎng)算例的說明2345678910111213141516171819202321223031323334242526272829圖 4-1 IEEE34 節(jié)點配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)圖34 節(jié)點配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D形如圖所示，在 IEEE TEST FEEDER 中有詳細(xì)的各項參數(shù)。于是引用了其中文件 case34。4.24.2 研究分布式電源對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響研究分布式電源對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響4.2.14.2.1 分布式電源容量對網(wǎng)損的影響分布式電源容量對網(wǎng)損的影響 （1）單分布式電源的情況 為了盡量考慮多種情況，所以需要選取幾個具有代表性的節(jié)點進(jìn)行試驗，綜合考慮

47、，決定選取一個首端節(jié)點，一個中部普通節(jié)點，一個大負(fù)荷節(jié)點，和一個末端節(jié)點，作為此次的測試節(jié)點。所以選取 3,8,28,30，進(jìn)行仿真，其中 3 為首端節(jié)點，8 為普通中部節(jié)點，28 是大負(fù)荷節(jié)點，30 為末端節(jié)點，這樣就可以盡量包含各種位置的信息，并可以進(jìn)行對比。然后選取不同的容量對分布式電源進(jìn)行選取。經(jīng)過計算，配電網(wǎng)總負(fù)荷為 P 為0.4040399，Q 為 0.01463,在每個節(jié)點加分布式電源時按照與配電網(wǎng)總負(fù)荷成比例0.6,0.8,1,1.2,1.4 進(jìn)行試驗，這樣便可以搞清楚分布式電源容量對配電網(wǎng)的容量的變化趨勢。19表 4-1 選取進(jìn)行試驗的分布式電源容量P0.24240.3232

48、0.4040.48480.5656Q0.008780.0117040.014630.0175560.020482比例0.60.811.21.4 通過運行程序得出各個節(jié)點接入分布式電源的各項指標(biāo)，由于數(shù)據(jù)太過于龐雜，這里僅列出整理出來的網(wǎng)損結(jié)果：表 4-2 未接入分布式電源時的網(wǎng)絡(luò)損耗表 4-3 在 3 節(jié)點添加分布式電源的網(wǎng)絡(luò)損耗P0.017440.016790.016490.016550.01696Q0.007700.007410.007280.007300.00748比例0.60.811.21.4表 4-4 在 8 節(jié)點添加分布式電源時的網(wǎng)損P0.009930.008300.007740.

49、008200.00964Q0.004380.003670.003420.003620.00426比例0.60.811.21.4 表 4-5 在 28 節(jié)點添加分布式電源時的網(wǎng)損P0.002780.000750.000600.002210.00546Q0.001230.000330.000270.000980.00241比例0.60.811.21.4 表 4-6 在 30 節(jié)點添加分布式電源時的網(wǎng)損P0.002970.003400.001080.002860.00631Q0.001310.001500.000480.001270.00279比例0.60.811.21.4由于每組數(shù)據(jù)變化趨勢基本相

50、同，僅抽取 28 節(jié)點的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其坐標(biāo)圖可以直觀反映出其變化規(guī)律;P0.022Q0.0120圖 4-2 28 節(jié)點位置接入不同容量分布式電源的有功網(wǎng)損變化趨勢 圖 4-3 28 節(jié)點位置接入不同容量分布式電源的無功網(wǎng)損變化趨勢由圖不難看出，當(dāng)接入分布式電源時，可以大大降低配電網(wǎng)損耗，因為配電網(wǎng)沒有接入分布式電源以前的網(wǎng)損 P=0.022， Q=0.01。又從圖中可以看出，無論是有功損耗還是無功損耗都有一個規(guī)律性的形勢，那就是當(dāng)分布式電源容量從低于配電網(wǎng)負(fù)荷逐漸升高直到趨近于配電網(wǎng)負(fù)荷總?cè)萘扛浇哪骋恢禃r，配電網(wǎng)的總網(wǎng)絡(luò)損耗逐漸降低，直到降低到一個谷值，而又隨著分21布式電源容量從接近配電

51、網(wǎng)總負(fù)荷容量逐漸升高的過程中，配電網(wǎng)總網(wǎng)絡(luò)損耗也從谷值逐漸升高。簡單分析原因為分布式電源由于更接近負(fù)荷，所以其供給的電能越多，需要從大電網(wǎng)傳輸?shù)碾娔芫驮缴?，配電網(wǎng)上傳輸?shù)碾娔茉缴伲瑒t網(wǎng)絡(luò)損耗固然減少，這樣就大大的節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)上損耗的電能，這更說明了分布式電源的優(yōu)越性。4.2.24.2.2 分布式電源位置對網(wǎng)損的影響分布式電源位置對網(wǎng)損的影響從另一個角度來分析分布式電源對網(wǎng)絡(luò)損耗的影響。現(xiàn)在選取 1 也就是與配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)總損耗相等的分布式電源接入配電網(wǎng)，以期研究同容量分布式電源接入配電網(wǎng)其位置對配電網(wǎng)損耗的影響。容量固定，都選為與總配電網(wǎng)負(fù)荷相等的電源容量。表 4-7 相同容量的分布式電源接入各節(jié)點

52、時的總網(wǎng)絡(luò)損耗節(jié)點序號382830P0.016490.007740.000600.00108Q0.007280.003420.000270.00048由表中明顯可以觀察出，分布式電源接入位置在 28 節(jié)點時最小，而且非常明顯。觀察 34 節(jié)點配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模型。負(fù)荷基本上集中于 28 節(jié)點上，再觀察網(wǎng)絡(luò)損耗計算結(jié)果，總結(jié)原因，是分布式電源接在大負(fù)荷節(jié)點可以大大減少配電網(wǎng)內(nèi)部線路流過的電流，大大的減少了網(wǎng)絡(luò)損耗。相當(dāng)于就近供電的原則。接著希望通過研究，看是否將單個分布式電源容量拆分使得盡量靠近負(fù)荷處能更好的降低配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗。這在文獻(xiàn)中18中提出的，選取將比例 1 也就是全配電網(wǎng)負(fù)荷相同的分布式電

53、源拆分為兩個與上表對比。決定選取試驗樣本為 9,28 節(jié)點，將配電網(wǎng)劃分為兩個區(qū)段，將 1-15 節(jié)點算作第一區(qū)段，按照與這個區(qū)段的負(fù)荷成比例的分布式電源接入 9 節(jié)點，將 16-32 節(jié)點分作第二段，同樣，以成比例的分布式電源接入 28 節(jié)點，所得結(jié)果為 P=0.00378,Q=0.0000167，結(jié)果驗證了文獻(xiàn)18中的結(jié)論。224.34.3 分布式電源對配電網(wǎng)電壓支撐作用的研究分布式電源對配電網(wǎng)電壓支撐作用的研究4.3.14.3.1 分布式電源接入位置對配電網(wǎng)電壓的影響分布式電源接入位置對配電網(wǎng)電壓的影響（1）首先標(biāo)出原來系統(tǒng)電壓分布的圖示。圖 4-4 無分布式電源時所選線路的電壓分布選取

54、 0.8 比例分布式電源分別按照以下 3 種方式進(jìn)行試驗。(1)4 節(jié)點加入 0.8比例的分布式電源（2）4 節(jié)點和 17 節(jié)點各加比例為 0.4 的分布式電源（3）9 節(jié)點加入 0.8 比例的分布式電源和(4)17 節(jié)點加入 0.8 比例的分布式電源，進(jìn)行試驗。圖 4-5 不同位置接入同容量分布式電源的電壓分布在沒有分布式電源支撐的情況下，饋線末端多個節(jié)點的電壓已接近安全運行的下限。負(fù)荷高峰期，末端電壓極有可能越限。相反，當(dāng)分布式發(fā)電投人運行，線路上的電壓有了明顯改善，比低電壓下限高出很多，其中在 9 節(jié)點和 4,17 節(jié)點加此容（1）23量的分布式電源效果最好，甚至使末端電壓近似處在網(wǎng)絡(luò)額

55、定電壓上。于是可以說，分布于配電網(wǎng)中的分布式電源對饋線的電壓分布的改善作用非常明顯。總出力相同的分布式發(fā)電，分布在不同的位置組合，得到的電壓分布有著較大的差異。單純從電壓支撐角度，曲線 4 并不是最理想的，曲線 3 顯然好于曲線 4;曲線 2 又明顯好于曲線 3。曲線 1 對應(yīng)的位置組合均比較靠近系統(tǒng)母線，曲線 4 對應(yīng)的位置組合更為接近線路末端。從曲線 4 可看出，如果位置選擇不當(dāng)，分布式發(fā)電的電壓支撐會使得某些節(jié)點的電壓高于額定電壓。分布式發(fā)電的總?cè)萘吭酱?，這些點的電壓越高，甚至高于送端系統(tǒng)母線電壓。如果末節(jié)點的分布式發(fā)電退出運行，線路末端的電壓變化幅度將過大。比較可以知道:分布式發(fā)電越接

56、近系統(tǒng)母線，對線路電壓分布的影響越小;分布式發(fā)電集中在同一節(jié)點，對電壓的支持效果要弱于分布在多個節(jié)點上;從減小電壓變化率的角度，分布式發(fā)電并不適宜在末節(jié)點接人系統(tǒng)，相反，可選擇在線路中間偏末端的位置或位置組合。4.3.24.3.2 分布式電源容量對電壓支撐作用的影響分布式電源容量對電壓支撐作用的影響選取 3 曲線進(jìn)行試驗，研究不同容量分布式電源對電壓分布的影響。 同樣在 9 節(jié)點，按照 0.6，0.8,1,1.2，1.4 按比例接入分布式電源代入程序得出各節(jié)點電壓，將其整理繪圖如下。圖 4-6 在 9 節(jié)點接入不同容量的分布式電源時的電壓分布24 顯然分布式電源容量越大對末端的電壓支撐作用就越

57、明顯，顯然曲線 4 的對末端的電壓支撐作用最強，但是曲線 4 在 9 節(jié)點附近已經(jīng)非常逼近安全電壓的上限了，這樣一來對電力系統(tǒng)安全造成了隱患，如果 9 節(jié)點負(fù)荷大量切除，電壓瞬間將會超過安全電壓，又因為要保證配電網(wǎng)為單純的受端網(wǎng)絡(luò)，而不允許配電網(wǎng)向大電網(wǎng)中注入電能，所以觀察 1,2 曲線的圖形較為理想。 9 節(jié)點的情況一般出現(xiàn)在某一點分布式發(fā)電很強，使得某一點電壓抬高很多。因此，變化率曲線將存在峰谷變化。在包含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)中，變化率較大的地方是無功補償和電壓支撐應(yīng)優(yōu)先考慮的地點。仿真結(jié)果表明不改變分布式電源接人位置的情況下，電壓支撐由分布式電源的總出力決定?？偝隽υ蕉啵c負(fù)荷的比值越高，

58、電壓支撐就越大，整體電壓水平就越高。整個仿真中采用靜態(tài)恒功率負(fù)荷，實際配電系統(tǒng)中有一定的動態(tài)負(fù)荷和無功電壓調(diào)節(jié)設(shè)備。這負(fù)荷或設(shè)備的無功需求隨電壓的變化而動態(tài)變化。分布式發(fā)電的接入和退出并不簡單地就是分布式發(fā)電出力的數(shù)字變化，實際情況會更復(fù)雜。分布式發(fā)電并人系統(tǒng)，使得電壓被抬高;電壓升高的同時動態(tài)負(fù)荷的無功需求量會有所減少，電容補償?shù)臒o功也增多，這樣系統(tǒng)中因分布式發(fā)電接人的凈無功變化會多于分布式發(fā)電的無功出力。同樣，一個部分依靠接人分布式發(fā)電支撐電壓的配電線路，分布式發(fā)電的退出，使得電壓下跌;動態(tài)負(fù)荷無功需求增加，電容發(fā)出的無功減少，這樣，配電線路中缺額的無功會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于退出的分布式發(fā)電所發(fā)出的無

59、功。255總結(jié)與展望總結(jié)與展望5.15.1 總結(jié)總結(jié)本文對 34 節(jié)點的配電網(wǎng)模型進(jìn)行了大量仿真實驗，得到大量的數(shù)據(jù)，經(jīng)過對比與分析，得到以下的結(jié)論：（1） 一定容量的分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)絡(luò)，的確會對饋線上的電壓分布以及網(wǎng)絡(luò)損耗產(chǎn)生重大影響，具體影響的大小，與分布式發(fā)電的(總)容量大小、接入位置有極大的關(guān)系。（2）當(dāng)分布式電源容量從低于配電網(wǎng)負(fù)荷逐漸升高直到趨近于配電網(wǎng)負(fù)荷總?cè)萘扛浇哪骋恢禃r，配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗逐漸降低，直到降低到一個谷值，而又隨著分布式電源容量從接近配電網(wǎng)總負(fù)荷容量逐漸升高的過程中，配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗也從谷值逐漸升高。而且如果將單個分布式電源拆分為兩個分布式電源接入合適的位置則有

60、可能進(jìn)一步減少網(wǎng)絡(luò)損耗。（3）相同容量的分布式電源，將分布式電源裝在原配電網(wǎng)電壓降落最劇烈處對配電網(wǎng)的電壓支撐作用就會越好。但是分布式電源容量選取不得過高，否則可能使此點附近電壓升的太高而超過安全電壓的上限。分布式發(fā)電越接近系統(tǒng)母線，對線路電壓分布的影響越小。分布式發(fā)電集中在同一節(jié)點，對電壓的支持效果要弱于分布在多個節(jié)點上。從減小電壓變化率的角度，分布式發(fā)電并不適宜在末節(jié)點接人系統(tǒng)，相反，可選擇在線路中間偏末端的位置或位置組合。5.25.2 展望展望分布式電源的等效模型非常復(fù)雜，要考慮到許多方面的內(nèi)容，但由于本人學(xué)識有限，加上時間倉促，所以對分布式電源等等問題研究的還不夠細(xì)致全面，如果能進(jìn)行更深一步的