并网光伏发电系统建模及其对配电网的影响研究

太阳能光伏(PV, photovoltaic)是取之不尽用之不竭的,光伏发电作为众多可再生能源发电中的一种,它是有着相当多的优点的,它不仅能够对能源的消耗起着缓和的作用,而且还能够减轻全球环境污染严重的状况,同时,还可以使得电力系统的供电可靠性得到大大的提高。光伏发电技术在当前已经被宽泛的使用在各个相关的领域中,这也使得光伏发电在电力系统中的作用得到进一步的推动。光伏并网发电已经成为当前光伏发电利用的主要形式,但是由于光伏发电特性呈现随机性,输出不稳定,将对配电系统的原有运行方式产生较大影响。探究光伏引入配电网会给配电网原始的运行状态带来什么样的变化和问题对于整个电力系统是非常重要的。本文首先对所建立的光伏并网发电系统模型的合理性进行了验证,然后对光伏引入配网系统后给配网系统的稳态、静态电压分布和配网的网络损耗带来的变化和问题进行了分析。 首先,对常用的光伏发电系统进行了分类,深入阐述了最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking)方法,将两级能量变换的并网光伏发电系统(最大功率点跟踪的实现与逆变部分的实现在层面上是相对独立的)当作研究对象。通过Matlab软件中的Simulink平台,建立了太阳能光伏并网模型,并对其进行了仿真分析,通过仿真考证了该模型的可行性和合理性。 其次,针对PV引入后的配电网,分别运用“负”负荷模型算法和“电源”模型算法建立了其稳态电压分布模型。凭据所建立的模型,分别从PV的引入位置、引入容量和功率因数分析了PV引入配电网后对电压的分布会带来怎么样的问题和变化；并对单光伏电源和多光伏电源引入配电网的两种情况进行了详细分析,从分析结果图可以得出PV对配电网电压的具体影响；然后,定义给出了配电网的静态电压稳定指标,从PV的引入位置和引入容量会给配网系统的静态电压稳定性带来如何的变化进行了分析总结。 最后,将PV引入了传统配电网模型中,建立了含有PV的配电网模型,从光伏发电系统引入配电网的位置、引入容量、运行功率因数三个影响方面来分析PV的引入对配电网网络损耗变化的影响,对其引入配电系统后网络损耗的变化率进行了分析,并给出了相应的影响结论。