论文总字数：21393字

摘 要

在当今社会，环境保护和资源紧缺的问题已经成为了社会重点关注的话题之一。由于能源一直是一把支持人类进步发展的关键钥匙，在节约资源、不污染环境的前提下获取能源成为了大家渴求的目标。其中太阳能光伏在世界各国中赢得了许多赞誉。这种供电方式在节约资源保护环境的同时，还可以进一步保障电网安全可靠的运行供电。目前分布式太阳能发电技术以及在各个领域中得到应用，其中太阳能并网发电技术也已成为了可再生能源供电方式中的主要形式。但是这种供电方式的电源接入点分散，供能随机性较强，输出功率规律性低，将会给传统辐射状配电网的供电形式带来很大冲击，尤其是在线路电压上。随着大量光伏的并入配电网中的电压不再是呈现出阶梯性下降的趋势，会出现电压抬升的现象。这个现象不利于配电网安全稳定的运行，因此，研究高渗透率下光伏发电并网时的电压状况，并制定出使配电网各点电压在规定范围之内的控制调节策略是非常有实际意义和研究价值的。

本文首先阐述了当今社会光伏和配电网的发展状况，并针对光伏发电基本概念作了详细的解释。系统的分析了不同数量光伏发电接入配电网时对节点、线路以及整个配电网的电压影响。又分析了在现代配电网中的无功补偿设备：有载调压变压器、静止无功补偿器、静止无功发生器等基本概念，以及AVC系统（Smart AVC）控制方法目的以及特点。又对光伏发电系统的建模做了研究，结合了各类调压设备和方法的优势与劣势，在文中提出了在光伏发电接入配电网时一种新的电压控制协调策略，以保障配电网中各点电压都处于规定范围之内。在理论分析之后又通过在MATLAB仿真实验模拟了光伏并网时电压发生变化，将文中所提出方案的响应速度，控制效果和经济性，与传统配电网电压控制策略进行对比。最后在文末又对这个课题进行了总结和展望。

关键词：协调控制； 高渗透率光伏； 电压抬升； 有载调压变压器

Abstract

In nowadays society, environment protecting and lack of natural resource has become such an important issue which people are all paying close attention to. Because energy has been always the key for the development of mankind progress, it is wishful of people to obtain energy without pollute the environment and waste resource. So that Solar Photo voltaic has earned large quantity of praise around the world. This power supply mode could not only protect the environment but also ensure the supply of power more safety and reliable. At present, the distributed solar Photo voltaic power generation technology are put into use in all walks of life. And it is the main form of renewable power supply. However, due to the scattered access point ,the random power supply level and the stochastic output power ,it will impact the form of traditional power supply mode ,especially in line voltage. With large amount of Solar Photo voltaic parallel in power distribution network,voltage will no longer demonstrate downward trend,but come out a rising tendency. This phenomenon is not good for power distribution network to operate safely. Hence,it has a very significant meaning and research value to carry out a control and adjustment strategy to keep the voltage staying in the required arrangement.

Firstly,the paper shows development of the photovoltatic power system and grid. And give lots of explanation of the distributed solar Photo voltaic power generation. The number of photovoltatic and the influence of node,line,distribution network has been analyst systematically. Also some reactive-load compensation equipment such as on load tap changing transformer,static var compensator,,static var generator has been introduced in the article. The AVC（Smart AVC） control method and feature is revealed either. Combined with the advantage and the disadvantage of different pressure-regulating equipment,a new voltage control method has put forward to ensure that the voltage is always in specialized standard. After theoretical analysis,we also have a simulation experiment based on MATLAB/SIMULINK platform. Compared with the response speed,control effect,economical efficiency between the traditional method and proposed strategy. Finally,there is a conclusion and outlook at the end of the paper.

Key words: coordinated control; high photo voltaic penetration; voltage rise; on load tap changing transformer

目录

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摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究的背景和意义 1

1.2配电网电压控制方法研究现状 2

1.3含分布式光伏的有源配电网电压控制方法研究现状 3

1.4课题研究的内容 4

第一章 常规配电网电压控制策略研究 6

2.1电网调压设备概述 6

2.2常规配电网中调压策略 7

第二章 光伏高渗透率下配电网运行特性分析 9

3.1分布式光伏建模以及运行控制方法 9

3.2分布式光伏发电对接入点电压的影响 11

3.3分布式光伏发电对配电网电压的影响分析 12

第三章 光伏高渗透率下配电网运行控制策略分析 16

4.1基于最优潮流的优化调度策略 16

4.2协调控制策略 19

第五章 仿真算例 21

5.1优化调度 21

5.2电压协调控制仿真分析 24

第六章 结论与展望 28

致谢 29

参考文献 30

第一章 绪论

1.1研究的背景和意义

能源是社会中人们赖以发展进步的根本。迄今为止，世界上已经发展了多种成熟完备的供电体系。这些供电体系大多具有高压降，电网大而复杂以及含将大机组集中向电网单一供电的特征。由于其发电机的机组容量很大、发电效率很高，相对的投资和发电成本就较低。因此世界上用户供电占比高达90%以上。然而数百年来人们过度的对化石能源的开采，在21世纪的今天，气候变暖和能源危机已经成为了我们正在面对最严重的问题之一。同时，现今电力系统存在的另一系问题也被暴露出来了。第一点就是耗能高污染严重的问题，我国以火力发电为主，大量消耗煤炭资源的同时也产生了粉尘，有毒气体等等危害人类健康，逐步造成了环境的污染；第二是安全性不足，可靠性不够高，在电网中若发生局部故障可能会影响到整个电网的正常运行；第三是不够灵活的跟踪负荷，电力系统中负荷峰谷差不间断的扩大，由于短时负荷高峰的存在需要经常在大电网中建造发电厂，并升级电网，这也导致了在低负荷电网运行时有大量发电设备和输电设备闲置，严重影响了电网运行的经济性。这促使人们将关注点转向了诸如地热能、潮汐能、太阳能、生物质能等新型可再生能源。

太阳能是一种清洁无污染的可再生能源，利用太阳的光热辐射研制的光伏发电技术已经成为了世界上最为流行的新能源技术之一。它一般是指太阳光辐射到地球表面的能量。从广义角度出发，太阳能是指在我们身边各类能源，如风能，潮汐能，生物质能等等。狭义上说，太阳能只存在于太阳辐射发出的光电、光热和光化学三中能量表现形式之间的互相转换，包括利用太阳能电池进行光电转换，将太阳光中的辐射能转化成为电能；利用太阳能热水器提高水温等。

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