论文总字数：20917字

摘 要

作为人类社会发展的物质基础，能源是一种不可或缺的资源，但是资源的不合理使用导致能源危机，严重影响了人类社会的可持续发展。为此人们将目光转向可再生能源，太阳能即是其中之一。利用太阳能进行光伏发电更是得到全世界的重视，可由于光伏发电并不稳定，大量光伏电源接入会影响系统工作。我国拥有极为丰富的可利用光照资源，且分布式光伏电源使用广泛，需要研究相关电网消纳光伏能力的问题。本文从分布式配电网方面入手，研究提高电力系统接纳光伏发电能力的可行性。主要研究内容如下：

研究光伏发电的系统工作原理，确定主要影响因素，并结合已有研究成果分析其出力特点，得出结论光伏电站的出力会随季节和天气变化。从电压、潮流、网损的角度说明了分布式光电并网对配电网的影响，进而研究了一种令光伏电源并网容量尽可能大同时网络损耗尽可能小的目标函数，进行光伏发电消纳能力的计算，并验证其可行性。

关键词：光伏发电；消纳能力；分布式光伏；配电网

Research on Photovoltaic Power Generation Integration Capability of Power System

Abstract

As the material basis of the development of human society, energy is an indispensable resource, but the unreasonable use of resources leads to energy crisis, which seriously affects the sustainable development of human society. For this reason, people are turning to renewable energy, solar energy is one of them. The use of solar energy for photovoltaic power generation is the attention of the world, but because the photovoltaic power generation is not stable, a large number of photovoltaic power access will affect the work of the system. China has an extremely rich available light resources, and distributed photovoltaic power is widely used, so it is necessary to study the photovoltaic capacity of the relevant power grid. Starting from the aspect of distributed distribution network, this paper studies the feasibility of improving the capacity of photovoltaic power generation in power system. The main research contents are as follows:

The working principle of the photovoltaic power generation system is studied, the main influencing factors are determined, and the output characteristics of the photovoltaic power station are analyzed based on the existing research results, and the conclusion is drawn that the output of the photovoltaic power station will change with the season and weather. This paper explains the influence of distributed photoelectric grid-connection on the distribution network from the perspectives of voltage, power flow and network loss, and then studies an objective function to maximize the grid-connection capacity of photovoltaic power and minimize the network loss, calculates the absorption capacity of photovoltaic power generation, and verifies its feasibility.

Key words: Photovoltaic Power Generation; Integration Capacity; Distributed Photovoltaic; Power Distribution Network

目 录

电力系统光伏消纳能力的分析研究 I

摘 要 I

Research on Photovoltaic Power Generation Integration Capability of Power System II

Abstract II

第一章 绪论 2

1.1选题背景与意义 2

1.2国内外研究现状 2

1.2.1光伏发电研究现状 2

1.2.2分布式光伏发电消纳能力研究现状 3

第二章 光伏发电出力特性研究 4

2.1 光伏发电系统的组成与结构 4

2.2光伏发电接入系统的相关分析 5

2.2.1外特性建模 5

2.2.2出力特性及并网分析 7

2.3本章小结 9

第三章 光伏消纳能力分析计算 10

3.1分布式光伏电源接入对系统的影响 10

3.1.1分布式电源接入对电压的影响 10

3.1.2分布式电源接入对潮流的影响 11

3.1.3分布式电源接入对网损的影响 11

3.2电网光伏消纳能力优化模型 11

3.2.1目标函数 11

3.2.2约束条件 12

3.3粒子群优化算法的改进优化 13

3.3.1粒子群算法简介 13

3.3.2原始粒子群算法实现过程 14

3.3.3优化后的粒子群算法 15

3.4计算结果分析 15

3.4.1在33节点系统中的4个节点接入光伏 16

3.4.2在33节点系统中的6个节点接入光伏 18

3.5本章小结 20

第四章 结论与展望 21

4.1结论 21

4.2展望 21

致 谢 23

参考文献 24

第一章 绪 论

1.1选题背景与意义

人类的生存发展离不开重要的物质基础——能源，伴随时代的进步，人类对能源的需求不断增长，这也带来了能源机构上与时俱进的更新。近代以来人类社会的发展达到空前的水平，对能源的消费亦是如此，随着石油煤炭等传统化石能源的不断消耗，我们正面临着严重的能源危机。能源危机不仅会在很大程度上制约经济社会的发展，更会对地球生态环境造成明显影响。为此人们早已经将目光投向可再生能源发电领域，积极探索可再生能源发电的可行性，开展了大量研究工作也取得了不少实用性成果。

太阳能是一种清洁可再生能源，资源储量巨大，分布范围广泛。太阳能资源分布上的特点加上其清洁安全的特性，使其具有较大的开发潜力，是解决传统能源短缺问题的最佳答案之一^[1]。光伏发电技术是现有的有效使用太阳能的重要技术手段之一，与其他传统发电方式不同，其结构简单、易于安装维护、使用寿命长、运行稳定、噪声小、无污染。因为全球变暖的愈演愈烈和化石燃料的日益枯竭，太阳能会在今后的资源应用领域显示出独一无二的重要作用。国外科研工作者依据各种能源的资源总量和开发潜力，预测了太阳能供电在所有发电形式中的比例，预计在21世纪中叶达到20%，进入22世纪将会超过50%^[2,3]。

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