摘 要

当今世界，传统能源枯竭与环境污染已经成为影响世界各国发展的核心问题，面对如此现状，只要找到新形式的能源来替代传统能源才能解决这一严峻的危机。在这种背景之下，新能源发电技术应运而生，新能源发电主要包括光伏发电、风力发电、水利发电和潮汐发电等，而在新能源发电中，又分为集中式发电和分布式发电两种状态。新能源集中式发电和传统化石能源发电模式相似，需要规划出一片专门的土地用来建设大型电站，因为大型电站规划的区域往往远离用电负荷，在电力传输及配送方面存在很多不利的影响因素。相比较而言，分布式发电因靠近负荷区，减少了这种传输电力带来的损耗，发展前景十分可观。然而，分布式发电过剩的电量一旦并入电网，新能源发电所存在的问题也暴露出来：因为新能源发电的不稳定性，并网电网必然会对电网的稳定运行产生不利的影响，主要表现在对电网的网损、电压质量、继电保护和用电负荷的影响，本文对新能源分布式发电中的光伏发电系统并网运行对的电网的影响展开研究，并探讨改善其并网影响的措施。

首先对光伏发电系统基本发电原理进行了简单的研究，然后选取现今分布式电源应用比较普遍的光伏发电系统进行了仿真，借助电力分析软件PSCAD/EMTDC进行模拟仿真，详细介绍分布式光伏发电系统并网对电网的影响，并通过查阅资料介绍了一些切实可行的改善措施。最后，对新能源的发展前景给予了极大的肯定。

关键词：光伏发电 分布式电源并网 PSCAD光伏发电建模 电能质量 改善措施

Abstract

In today's world, the traditional resource depletion and environmental pollution has an impact on the core issue of development in the world, the face of such a situation, as long as find new forms of energy to replace conventional energy sources in order to solve this grave crisis. Against this background, new energy technologies have emerged, including new energy power generation solar power, wind power, hydro power and tidal power generation, and in the new energy power generation, is divided into centralized and distributed power generation two states. The new centralized energy generation and traditional fossil energy generation mode is similar, we need to plan out a specialized land for the construction of large power plants, large-scale power plants because the regional planning often far from the electricity load, there are many negative factors in the power transmission and distribution aspects.In comparison, the loss due to prospects for the development of distributed generation region near the load, reducing the transmission power to bring this very impressive. However, once distributed generation surplus electricity into the grid, new energy power generation is also exposed the problems: Because the instability of new energy power generation and grid network will inevitably have a negative impact on the stable operation of the grid, mainly impact on net loss, voltage quality, protection and grid electricity load in the paper run on the grid to start research on new energy distributed generation of photo voltaic systems and networks, and seek to improve which measures the impact of the network.

First, photo voltaic systems is the basic principle of a simple research, and select the current distributed power applications more common photo voltaic system was simulated by means of the power analysis software PSCAD / EMTDC conduct simulation detailing distributed PV systems and networks on the grid, and through access to information describes some practical improvements. In addition, wind power and network operation has been brief. Finally, the prospects for the development of new energy sources given a great affirmation.

Keywords: New Energy; Distributed Power Network; Modeling PSCAD Photo Voltaic Power ; Quality Improvement Measures

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题背景及意义 1

1.2光伏分布式发电存在的技术现状 1

1.3 分布式发电的简介 2

1.3.1 分布式发电的定义 2

1.3.2 分布式发电的优势 3

1.3.3 分布式发电并网带来的不利影响 3

1.4 光伏发电系统简介 5

1.4.1 光伏电池的工作原理 5

1.4.2 光伏发电系统的发电方式 5

1.4.3 分布式光伏系统的并网存在的问题 6

1.5 本章小结 7

第二章 光伏发电系统建模 8

2.1 基于PSCAD/EMTDC仿真平台的光伏阵列模型 8

2.2 最大功率追踪控制（MPPT） 10

2.3 光伏发电系统模型中其他模块设计 12

2.3.1 逆变器设计 12

2.3.2 LCL滤波组件设计 13

2.4 光伏发电系统完整结构模型 14

2.5本章小结 15

第三章 光伏DG并网运行时对电网的影响分析 16

3.1对配电网稳定运行的影响 16

3.1.1对潮流分部的影响 16

3.1.2对电压分布的影响 19

3.1.3 对负荷特性的影响 20

3.2 对配电网继电保护装置的影响 22

3.3 对配电网电能质量的影响 24

3.3.1 电压偏差 24

3.3.2电压波动和闪变 24

3.3.3 谐波 25

3.4对配电网可靠性的影响 26

3.5 本章小结 27

第四章 改善光伏发电系统并网运行的措施研究 28

4.1 技术层面上的改善措施 28

4.1.1 容量及相应并网点选择 28

4.1.2 光伏并网效率 29

4.1.3 并网控制方案 29

4.1.4 孤岛检测 30

4.2 改善措施成功案例分析 31

4.2.1 日本光伏并网应用方案 31

4.2.2 其他得到有效利用的改善措施 32

4.3 本章小结 32

第五章 结论 34

工作总结 34

致谢 36

参考文献 37

第一章 绪论

1.1课题背景及意义

化石能源作为我国的主要能源，在我国的电力供应中占据了极大比重。然而，传统能源过度使用引起了温室效应、空气污染等环境问题，其危害已经越来越严峻。我国经济的飞速发展，离不开大量能源的的消耗，而能源的使用效率不高与能源需求大之间的矛盾越演越烈，导致我国的能源枯竭和环境污染，严重阻碍了我国经济的发展。必须协调经济与环保之间的关系，促进我国经济可持续性发展。如今碳排放量在国际已经受到全面控制，在这种局势下，必须考虑开发太阳能、风力发电、水力发电等环保、高效的新能源。

最近几年，新能源的利用在全球各国投资的比重正在加大，实现新能源的高效运用，降低输配电过程中的电力消耗，一种极具创造性的的新兴发电方式——新能源分布式发电(Distributed Generation，DG)成为世界各位能源领域学者研究的热点。新能源分布式发电的能量来源大多为可再生能源，而且环保无污染，在长远角度看，新能源发电更为节约成本，不需要燃料的持续投入，仅需要日常的设备维护即可保证电力的稳定供应；新能源分布式发电中目前进入应用领域的主要有光伏发电，光伏发电并网运行时在一定情况下可以降低损耗、提供电力系统的安全性和可靠性，是将来电力行业的主力军。我国在光伏发电领域起步较晚，但国家一系列政策的支持加速了对光伏发电的研究，相信在不久的将来，我国对光伏发电的运用将普及到千家万户。