含分布式电源的配电网电压控制及仿真设计
摘要：配电网微分进化计算是配电网经济运行、系统分析等的重要基础。在大电网供电的基础上，在配电系统靠近用户侧引入容量不大的分布式电源（DG）供电，可以综合利用现有资源和设备，向用户提供可靠和优质的电能。但分布式发电（DG）的引入给电网的微分进化、电压质量、功率损耗等带来了巨大的影响。传统的配电网微分进化算法难以满足分布式发电系统微分进化计算的要求，必须对现有的配电网微分进化算法进行改造和调整才能适用于含DG的系统，开展此研究具有重要的理论意义和实际意义。本文归纳了分布式电源方面的研究内容，概括了分布式电源的概念、分类，概述了配电网的继电保护分类及方法。建立了含DG配网模型、不含DG配网模型以及等值电网模型，基于这些模型推导出三相短路电流值表达式，比较两种模型下短路电流值大小。基于matlab/sumlink软件仿真验证了理论分析的正确性。分析了多个大容量的DG以微网的方式接入配网时对整个系统稳定性造成的影响，得出影响的结论。
关键词：分布式电源；配电网；短路电流
Abstract: the power flow calculation of distribution network is an important foundation for the economic operation and system analysis of distribution network. On the basis of the power supply of large power grid, a distributed power supply (DG) with small capacity is introduced into the distribution system near the user side, and the available resources and equipment can be used to provide reliable and high quality power to the user. However, the introduction of distributed generation (DG) has greatly affected the power flow, voltage quality and power loss of power grid. The traditional distribution network power flow algorithm is difficult to meet the requirements of the power flow calculation in the distributed generation system. It is necessary to adapt the existing power flow algorithm to the system containing DG. It is of great theoretical and practical significance to carry out this research. This paper summarizes the research contents of distributed generation, summarizes the concept and classification of distributed generation, and summarizes the classification and methods of relay protection in distribution network. The DG distribution network model, non DG distribution network model and equal value grid model are established. Based on these models, the expression of three-phase short circuit current value is derived and the short circuit current value under the two models is compared. The correctness of theoretical analysis is verified by matlab/sumlink software simulation. This paper analyzes the influence of multiple large capacity DG on the stability of the whole system in the way of microgrid access to the distribution network, and concludes the conclusion.
Key words: distributed generation; distribution network; short circuit current
目录
1 题目研究的意义 3
1.1 分布式发电的概念 3
1.2 分布式发电对电网的影响 4
1.3 微分进化计算的作用以及DG引入后对微分进化算法的要求 4
1.4设计任务 5
2 分布式电源的特点及分类 5
2.1 分布式电源的特点 6
2.2 分布式电源的分类 6
2.3 几种主要的分布式电源类型 6
3 设计方案 7
3.1分布式发电类型及其特点 7
3.2 传统配电网微分进化计算方法 8
3.2.1牛顿拉夫逊法 8
3.2.2改进前推回代法 9
3.2.3 一种改进的配电网微分进化算法 10
4 DG对电流保护的影响 12
4.1配电网系统的建立 12
4.2 对过电流保护的影响分析 13
5 分布式电源对配网继电保护影响的仿真分析 16
5.1仿真模型参数 16
5.2分布式电源接入对配电网继电保护影响的仿真 17
5.3分布式电源对继电保护影响的仿真结果分析 19
5.3.1分布式电源对继电保护短路电流影响的仿真结果分析 19
5.3.2分布式电源对继电保护瞬时电流速断保护影响的仿真结果分析 23
5.3.3分布式电源对继电保护限时电流速断保护影响的仿真结果分析 27
5.3.4分布式电源对继电保护定时限过电流保护影响的仿真结果分析 29
6风力发电在配电网中的应用 32
6.1风力发电机等值电路图 32
6.2风力发机戴维南等效电路 33
6.3风力发电机的简单计算 34
6.4风力电源接入对配电网继电保护影响的仿真 35
6.4.1风力电源接入对配电网瞬时速段保护影响的仿真 35
6.4.2风力电源接入对配电网限时速断保护影响的仿真 39
7结论 44
附录1： 46
附录2： 46
附录3： 47
1 题目研究的意义
1.1 分布式发电的概念
分布式电源指的是规模不大、分布在负荷附近的电源，是相对于传统集中式电源而言。目前，分布式发电技术在全球的发展很快。在大电网供电的基础上，在配电系统靠近用户侧引入容量不大（一般小于50Mw）的分布式电源（DG）供电，可以综合利用现有资源和设备，向用户提供可靠和优质的电能。当在配电系统中引入分布式电源后，引起了配电线路中传输的有功和无功功率的数量和方向的改变，配电系统成为了一个多电源的系统，称为分布式发电系统，实际上即是含并网运行的分布式电源的配电系统。现在全世界的供电系统是以大机组、大电网、高电压为主要特征的集中式单一供电系统。虽然全世界90%的电力负荷都由这种集中单一的大电网供电，但是当今社会对能源与电力供应的质量与安全可靠性的要求越来越高，大电网由于自身的缺陷已经不能满足这种要求。由于大电网中任何一点产生的故障都有可能对整个电网造成较大影响，严重时会引起大面积停电甚至是全网崩溃，造成灾难性后果，这样的事故在国外时有发生；而且这种大电网又极易受到战争或恐怖势力的破坏，一般的军事打击都把摧毁大电厂或电站作为主要目标之一，一旦大电网受到破坏将严重危害国家的安全；另外集中式大电网还不能很好的解决跟踪电力负荷变化的问题，而为了短暂的峰荷建造发电厂其花费是巨大的，经济效益也非常低。根据西方国家的经验：大电网系统和分布式发电系统相结合是节省投资，降低能耗，提高系统安全性和灵活性的主要方法。
