分布式光伏电源接入配电网典型设计与优化分析研究

【摘要】：分布式光伏电源的推广应用是逐步提高太阳能这一可再生能源得到有效利用的重要途径。随着我国光伏产业以及逆变器制造工艺的迅猛发展和不断提高,分布式光伏电源以其针对性强、可靠性高等优势,在电力系统中得到越来越多的应用。其中,在综合考虑光伏电源出力特性及与配电网运行相互影响的基础上,来科学地制定并网方案,并合理地予以优化,指导分布式光伏电源有序、可控的接入城市配电网,是分布式光伏电源应用推广的关键技术之一,也是本文研究的重点。 本文首先开展了分布式光伏电源并网特性的分析研究,以及分布式光伏电源并网与配电网之间交互影响的分析研究。在此基础上,提出了分布式电源并网的典型设计方案,明确了分布式光伏电源的分类和并网电压等级、各节点的准入功率,以及并网点与公共连接点的技术要求、配电设备选型的技术标准、保护及自动化配置方案、通信与监测以及电能计量等方面的管理要求。为满足大量分布式光伏电源并网的需求,进一步提高光伏电源的利用效率,本文从规划的角度出发,进行了大量分布式光伏电源并网的综合效益分析,以及随着光伏电源渗透率的提高,对配电网供电可靠性的影响,总结归纳了分布式光伏电源接入配电网的技术要求和管理要求。分布式光伏电源接入配电网典型设计的制定,对推广大量分布式光伏电源接入配电网系统,具有重要的理论价值和实践依据,对分布式光伏电源的接入系统设计、审查以及运行、维护,具有较强的指导意义。 研究对分布式光伏电源接入配电网优化的几种途径,如降低最小负荷对光伏渗透率极限的影响、负荷转移对光伏渗透率的影响、储能技术对光伏渗透率的影响,并通过运用RAMSES软件对分布式光伏电源并网的可靠性进行分析。通过研究光伏渗透率,了解当前和未来条件下配电网的光伏接纳能力,对优化接入方式、寻找改进措施具有一定的现实意义。并分析了分布式光伏电源并网的社会效益、环保效益、经济效益等方面。 最后,对今后的进一步研究方向进行了简单的探讨。 【关键词】：分布式电源 电能质量 接入 配电 设计
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM715
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究的目的与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 国外现状12-13
• 1.2.2 国内现状13-14
• 1.2.3 分布式光伏发电系统的并网技术标准现状14-16
• 1.3 分布式光伏电源并网产生的问题16
• 1.4 本文所做的主要研究工作16-18
• 第2章 分布式光伏电源并网特性分析18-24
• 2.1 光伏电站发电原理及分布式光伏电站内部结构18-20
• 2.2 光伏电源的出力特性20-23
• 2.2.1 日最大输出功率和日有效输出功率20-21
• 2.2.2 日运行小时数和日有效运行小时数21-22
• 2.2.3 持续出力特性22
• 2.2.4 相邻时段输出功率的变化22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第3章 分布式光伏电源与配电网的交互影响24-41
• 3.1 分布式光伏电源接入配电网典型网架24-27
• 3.1.1 网架结构和参数26
• 3.1.2 运行模式26
• 3.1.3 光伏电源分布原则26-27
• 3.2 光伏接入对电力系统的影响27-32
• 3.2.1 地区负荷分布情况分析27-29
• 3.2.2 杭州地区光伏输出采样分布情况分析29-30
• 3.2.3 光伏并网对净负荷的影响30-32
• 3.3 分布式光伏电源并网对配电网的影响32-38
• 3.3.1 对系统电压的影响32-33
• 3.3.2 对电能质量的影响33-34
• 3.3.3 对配电网安全的影响34-35
• 3.3.4 对短路电流的贡献35-36
• 3.3.5 非正常孤岛36
• 3.3.6 对系统保护的影响36-37
• 3.3.7 对损耗的影响37
• 3.3.8 分布式电源对配电网规划的影响37-38
• 3.4 配电网对分布式光伏电源并网的影响38-40
• 3.4.1 配电网电压跌落对PV的影响38-39
• 3.4.2 配电网电压骤升对PV的影响39-40
• 3.4.3 配电网短路对PV的影响40
• 3.4.4 配电网谐波对PV的影响40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 分布式光伏电源并网的典型设计方案41-57
• 4.1 配电网接纳分布式光伏电源能力分析41-49
• 4.1.1 光伏电源接入容量和位置对配电潮流的影响41-45
• 4.1.2 光伏渗透率对光伏利用率和光伏发电成本的影响45-47
• 4.1.3 光伏渗透率对光伏利用小时数的影响47
• 4.1.4 光伏渗透率对光伏安装容量的影响47-49
• 4.2 分布式光伏电源准入原则49-50
• 4.2.1 分布式光伏电源接入配电网的准入容量49
• 4.2.2 光伏电站接入方式的选择49-50
• 4.3 分布式光伏电源并网的技术要求50-52
• 4.3.1 保护及安全自动装置51
• 4.3.2 系统侧保护51
• 4.3.3 并网断路器保护51-52
• 4.3.4 通信与监测52
• 4.3.5 电能计量52
• 4.4 光伏电源接入系统典型设计方案及应用52-53
• 4.5 本章小结53-57
• 第5章 分布式光伏电源并网能力优化分析57-67
• 5.1 降低最小负荷对光伏渗透率极限的影响57
• 5.2 负荷转移对光伏渗透率的影响57-59
• 5.3 储能技术对光伏渗透率的影响59-61
• 5.3.1 储能模型的基本假设60
• 5.3.2 储能对光伏渗透率极限的影响60-61
• 5.4 分布式光伏电源并网可靠性分析61-66
• 5.4.1 RAMSES软件简介61-62
• 5.4.2 基于RAMSES软件的可靠性结果分析62-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第6章 分布式光伏电源并网的综合效益分析67-69
• 6.1 社会效益67
• 6.2 环保效益67-68
• 6.3 经济效益68
• 6.4 成果推广应用前景及预计效益分析68
• 6.5 本章小结68-69
• 第7章 总结与展望69-71
• 7.1 研究成果总结69
• 7.2 进一步研究方向69-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果74-75
• 致谢75-76
• 作者简介76

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