分布式可再生能源并网研究与电能质量分析

分布式发电系统将分散的可再生能源以及小规模发电系统相互整合,以就近的原则供给用户负荷与并入配电网,是实现可再生能源高效利用与节能减排的理想途径,也将是我国新一代综合能源系统的重要组成部分。针对高比例可再生能源渗透的分布式发电系统,本文从特性分析、对电网的电能质量影响以及并网控制方式与关键技术等方面进行了综合研究,并通过仿真的形式对所研究的内容进行了验证。首先,针对分布式可再生能源发电系统中应用最为广泛的发电设备进行了研究。主要包括风电系统和光电系统,研究了其分布规律、发电原理与并网架构以及最大功率跟踪控制。根据分布规律与并网发电方式,建立了兼顾精确与工程实用性的数学模型;根据发电原理讨论了并网模式与各种工况以及设备容量下的最优并网结构与拓扑;以此研究最大功率跟踪的控制方式,为高比例可再生能源渗透的发电系统并网中,电能质量分析与治理奠定了基础。以全面分析分布式可再生能源发电规律与特点为根本,研究高渗透率分布式可再生能源发电并网对配电网电能质量的影响。当多可再生能源发电并网的时候,谐波电流的叠加问题;多个并网逆变器相互间耦合时产生的谐振问题与环流问题;尤其是高比例分布式可再生能源发电并网后其固有的波动性导致的三相不平衡问题;潮流反向带来的电压偏差问题。研究分布式可再生能源并网引发的电能质量问题,对于电能质量的改善与治理、分布式可再生能源发电系统的并网控制提供了指导作用并奠定了基础。考虑间歇性与波动性是分布式可再生能源并网后,对电网电能质量有巨大的影响,研究并讨论储能在改善电能质量、平衡峰谷以及平抑可再生能源波动等方面的作用。分析含有储能的分布式发电系统,各个电源在不同模式下的控制方式。针对系统中下垂控制进行了讨论与研究。利用MATLAB/Simulink仿真软件对所提出的系统结构与控制方法进行了仿真研究与验证。