考慮直流型分布式電源的廣義綜合負(fù)荷建模.pdf

1、電力系統(tǒng)負(fù)荷模型是電力系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)。由于綜合負(fù)荷構(gòu)成的復(fù)雜性、時(shí)變性、多樣性以及高度非線性等特點(diǎn),使負(fù)荷特性十分復(fù)雜,同時(shí)也給負(fù)荷建模帶來很大困難。而當(dāng)分布式發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)后,進(jìn)一步增加了負(fù)荷特性的復(fù)雜程度。隨著分布式電源在電網(wǎng)中所占比例日益增大,其對負(fù)荷特性的影響不容忽視,傳統(tǒng)的負(fù)荷模型將不可避免的發(fā)生變化。燃料電池(Fuel Cell,FC)和光伏電池(Photovoltaic Cell,PV)作為典型的清潔電源勢必會并網(wǎng)運(yùn)行

2、,因此,研究這兩種均需逆變并網(wǎng)的直流型分布式電源的負(fù)荷建模具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　本文首先在Matlab仿真系統(tǒng)中構(gòu)建了含逆變控制及其濾波模塊的PV發(fā)電系統(tǒng)仿真數(shù)學(xué)模型,驗(yàn)證了仿真系統(tǒng)中PV發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越能力;根據(jù)PV發(fā)電系統(tǒng)的暫態(tài)特性并基于R-L-C等效電路,提出了適合于電網(wǎng)仿真計(jì)算、具有3階微分方程結(jié)構(gòu)的PV發(fā)電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)等效模型,并通過不同擾動(dòng)程度的仿真分析,驗(yàn)證模型的有效性和模型參數(shù)的穩(wěn)定性。
　　在

3、構(gòu)建IEEE-14節(jié)點(diǎn)典型配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,研究了PV發(fā)電系統(tǒng)接入不同容量比例和不同位置對配電網(wǎng)綜合負(fù)荷特性的影響。系統(tǒng)仿真分析表明:PV發(fā)電系統(tǒng)對配電網(wǎng)綜合負(fù)荷特性的影響隨其接入容量比例的增大而增大;接入不同地理位置時(shí),PV發(fā)電系統(tǒng)對配電網(wǎng)負(fù)荷特性的影響與其公共連接點(diǎn)(Point ofCommon Coupling,PCC)位置和所在支路負(fù)荷大小比重有關(guān),PCC點(diǎn)位置越靠近配電網(wǎng)末端,節(jié)點(diǎn)所在支路負(fù)荷比重越小,對綜合負(fù)荷特性的影響也就

4、越大;同時(shí),PV發(fā)電系統(tǒng)所占總負(fù)荷的容量比例對配電網(wǎng)的影響要明顯大于PCC點(diǎn)位置對其的影響,在各影響因素中占主導(dǎo)作用。
　　通過詳細(xì)分析傳統(tǒng)綜合負(fù)荷模型(Synthesis Load Model,SLM)與含有分布式電源的廣義綜合負(fù)荷模型(Generalized Synthesis Load Model,GSLM)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)特點(diǎn),以本文所提出的PV發(fā)電系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)等效模型為基礎(chǔ),構(gòu)建了含有PV發(fā)電系統(tǒng)的GSLM模型。采用不同容量

5、比例和不同地理位置影響因素下的仿真數(shù)據(jù),從擬合效果、平均擬合誤差及辨識參數(shù)的穩(wěn)定性3個(gè)方面,驗(yàn)證所提出的含PV發(fā)電系統(tǒng)的GSLM模型的有效性。同時(shí),比較了SLM模型和GSLM模型對含有PV發(fā)電系統(tǒng)的配電網(wǎng)綜合負(fù)荷的描述能力。研究表明GSLM模型的綜合性能要明顯優(yōu)于SLM模型,可以用于描述含PV發(fā)電系統(tǒng)的配電網(wǎng)綜合負(fù)荷特性。
　　以固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)為對象,研究了燃料電池對配電

6、網(wǎng)綜合負(fù)荷特性的影響。基于Matlab仿真平臺搭建了含有SOFC的典型配電網(wǎng)絡(luò),并進(jìn)行一系列的暫態(tài)仿真研究,指出SOFC發(fā)電系統(tǒng)可以用基于U-R-L等效電路的2階微分狀態(tài)方程來描述其等效模型。在此基礎(chǔ)上,將接入配電網(wǎng)的SOFC發(fā)電系統(tǒng)看成功率消耗為負(fù)的動(dòng)態(tài)負(fù)荷,提出可以用含有SOFC的GSLM模型來等效描述含SOFC的配電網(wǎng)綜合負(fù)荷特性。通過三種典型實(shí)例下系統(tǒng)受到不同擾動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行仿真分析,證明了這種考慮SOFC發(fā)電系統(tǒng)的配電網(wǎng)GSLM模