分布式电源谐波对配电网的影响研究

分布式发电作为一种灵活的供电方式,通过与现有配电网的配合,在节省配电网投资、降低网损等方面发挥了重要的作用。但是由于分布式电源多通过电力电子器件并网,尤其是采用风力发电、光伏发电时输出功率易受天气、温度等气象条件的影响,这将给配电网的安全运行带来很大的影响。本文从分布式电源接入配电网引起的谐波问题的角度出发,研究了分布式电源的接入对配电网谐波电压和电流的分布的影响。首先根据分布式电源和配电网的结构,建立了分布式电源接入配电网的等值电路,通过对等值电路的分析得到分布式电源输出电压电流以及并网点的谐波畸变率与并网位置和分布式电源容量的关系。通过Matlab/Simulink仿真平台搭建分布式电源接入配电网络的模型,通过仿真验证上述的结论,着重分析了分布式电源的接入位置对于其输出电压的影响、并网点电压和电流谐波畸变率与并网位置的关系、分布式电源的容量与并网点电压谐波的关系以及分布式电源的接入方式的不同对配电网谐波的影响等问题,通过对仿真结果的分析,总结了分布式电源接入配电网后电压和电流谐波的分布规律。为了定量地分析分布式电源接入配电网的谐波问题,分别对多种情况下分布式电源的最大准入功率进行了计算,结合仿真算例,得到了基于谐波限值的各节点的准入功率计算值,通过对各节点准入功率变化规律的分析验证了上述谐波分布的相关理论。对于多个分布式电源的问题,采用了计算至少准入功率的方案,至少准入功率是系统处于最恶劣情况下的计算结果,对于实际的电网规划有重要作用。根据对准入功率计算结果的分析,提出了提高准入功率的一些措施,如调整网络的电压、降低分布式电源的输出谐波等,并通过仿真进行了验证。最后,本文研究了接入分布式电源后可能引起的配电网的谐振问题,采用的模态分析方法可以很好地适应接入分布式电源后网络运行参数变化较快、可能发生谐振的频域较宽等问题,可以通过仿真数据快速的判断是否发生谐振,以及谐振频率、谐振发生的位置。针对含分布式电源的配电网中谐波和谐振问题,本文对谐波的抑制措施以及谐振的抑制原理和方法进行了总结和归类,相关的结论对实际工程的应用具有一定的指导意义。