光伏并网对配电网电压质量影响的研究

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近年来,传统化石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环境问题的方法之一,已得到世界各国的认可和推广。新能源中的太阳能,由于清洁、可持续性强,可以解决好温室效应、能源不足和环境污染等问题,随着光伏产业规模扩大,不断得到政府的支持,技术迭代升级,智能制造迅速推广,光伏发电已成为成本最低、最经济的发电方式之一,其中分布式光伏具有因地制宜、分散布局等显著特点,在众多的分布式电源发展中占据优势。随着配电网大量地并入光伏电源,会经常性出现潮流逆向或电压超标的情况,分析其对配电网电能质量产生扰动的原理,对确保配电网系统安全稳定运行,保障民生高质、可靠、放心用电,具有重要的理论研究和实际应用价值。陕西省部分农村配电网接入的线路供电半径长、位置分散、线径总体偏小,随着分布式光伏在农村配电网的不断引入,光伏并网点电压波动问题有所增加,加之近年来“煤改电”政策的推广,居民用电负荷攀升,导致电压质量问题加剧,将会严重影响居民的安全稳定用电。分布式光伏发电本身具有波动性、间歇性,而且光伏电源的接入方式、接入容量、接入地点、接入的电压等级、保护装置以及自动装置的配置都会不同程度地对电压质量造成影响。因此,本文首先分析了分布式光伏接入配电网的方式,根据相关技术标准及要求,对含光伏电源配电网的电压分布予以计算。随后结合现场实际建立IEEE-17节点的配电网模型,运用Matlab软件对分布式电源在不同接入点、不同接入容量的情况下予以仿真,分析并总结出影响电压波动的原因,进而对症实策,提出三种解决电压质量问题的方法,分别为:调整配电网接线结构、逆变器自主调压、逆变器和静止无功补偿装置(SVC)复合型调压。最后运用Matlab软件对三种方法进行仿真,仿真结果验证假设的有效性和实际性,同时对比各方法的优势及局限性,选出适合农村配电网的最佳治理方法。结果表明,逆变器和静止无功补偿装置(SVC)复合型调压的方法效果显著,达到了电压质量改善的预期效果,而且具备布置灵活、调节精度高的特点,切实能够避免电压越限、用户侧设备烧损,实用便捷,提升配电网的电压质量,随着配电自动化的大力发展,可成为配电网调压的主要技术手段。
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