配電網(wǎng)交直流同線饋送方式研究.pdf

1、人類社會的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以及分布式電源的諸多優(yōu)點使得分布式發(fā)電備受關(guān)注。分布式發(fā)電只有并網(wǎng)運行才能發(fā)揮更大的優(yōu)勢和獲得更大的發(fā)展。對分布式直流電源而言，其并網(wǎng)運行既可以通過將直流電轉(zhuǎn)換成工頻交流形式后再與交流配電網(wǎng)并聯(lián)實現(xiàn)，也可以通過架設(shè)輕型直流線路將分布式電源發(fā)出的直流電直接送到用電側(cè)后再轉(zhuǎn)換為不同負荷需要的形式。前者對現(xiàn)有交流配電網(wǎng)的運行和控制影響較大，而后者需要架設(shè)新的線路，占用新的線路走廊。這兩種并網(wǎng)運行方式對推動新型分布式電源

2、的快速發(fā)展將會發(fā)揮巨大作用，但僅有這兩種方式可能還不夠，有必要探討新型的并網(wǎng)運行方式，以便實現(xiàn)對現(xiàn)有并網(wǎng)運行方式的合理補充并共同推進新型分布式電源的快速發(fā)展。
　　本文針對配電網(wǎng)覆蓋面廣、分布式電源發(fā)展將會出現(xiàn)量小面多態(tài)勢的特點，提出了配電網(wǎng)內(nèi)的分布式直流電源可以通過交直流同線饋送方式進行并網(wǎng)運行的構(gòu)想，給出了該構(gòu)想的具體實現(xiàn)形式，分析了交直流同線饋送方式的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)特性，從技術(shù)層面論證了交直流同線饋送方式的可行性，為分布式電源提

3、供了一種新的并網(wǎng)途徑。
　　首先，從電力網(wǎng)絡(luò)的基本規(guī)律出發(fā)論述了交直流同線饋送方式的基本思想和基本原理，給出了相應(yīng)的電路拓撲結(jié)構(gòu)，并對拓撲結(jié)構(gòu)中的主要部件功能進行了分析。針對分布式電源發(fā)展初期電源容量較小以及為了充分利用分布式能源的電力問題，提出了分布式電源直流恒功率入網(wǎng)策略和分析模型。
　　其次，針對直流單極大地返回運行方式，估算了入地直流電流的大小，分析了直流入地電流對于周圍環(huán)境和電力設(shè)備的影響，并結(jié)合高壓直流大地返回運

4、行方式和電力行業(yè)標準，論證了大地返回運行方式的可行性。
　　第三，對交直流同線饋送方式的穩(wěn)態(tài)特性進行了分析。從單線潮流入手，分析了線路絕緣與網(wǎng)損問題，并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出在滿足配電線路絕緣水平和輸送功率限值要求的前提下應(yīng)該疊加直流電壓的大小關(guān)系。提出了基于網(wǎng)絡(luò)潮流分析的虛擬平衡機概念，并通過分析該方式下的網(wǎng)絡(luò)特點設(shè)計了潮流計算方法。通過算例，比較了該方式與原交流方式下的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)態(tài)性能差異。
　　最后，對交直流同線饋送方式的故障特

5、性進行了分析，比較了該方式與原交流方式的短路暫態(tài)過程和不對稱短路時故障點的電壓差異。通過建立交直流同線饋送方式的短路計算模型，分析了基于穩(wěn)定電勢源模型的三相對稱短路電流，得出了該方式短路條件下的沖擊電流、最大短路電流有效值和穩(wěn)態(tài)短路電流大??；在分析兩種直流負荷供電方式下故障點直流電壓的基礎(chǔ)上，通過疊加原理給出了故障點合成電壓和故障點電流有效值公式。上述工作從短路電流水平方面論證了交直流同線饋送方式的技術(shù)可行性，并為不對稱故障的計算提供了