分布式光伏发电对农网电能质量的影响及其改进措施

摘要

随着煤炭石油资源的日益紧张，新能源发电重要性凸显。当前新能源应用中，分布式发电已较为成熟。新能源的应用，一方面缓解了煤炭资源与人们用电需求增长之间的矛盾，一方面也由于其自身发电方式限制，导致大量分布式光伏接入的地方，其电能质量也受到影响。农村配电网作为电网系统末端，电能质量历来受到关注，为了解决分布式光伏介入后电能质量下降的问题，本文对接入分布式光伏能源的农村配电网做了研究。 许多学者为了提高光伏可控性做出了大量研究，但由于光伏发电其发电方式受光照影响导致其能源的来源不受控，进一步导致了光伏发电功率难以受控，很难保障高质量电能质量需求用户的用电。除了能源供给不受控外，光伏发电自身接入方式采取直流逆变装置，大量交直流逆变器的接入也向电网系统注入了难以控制的无功和谐波，这些都导致接入光伏的农村配电网电能质量难以有效管控。为了解决上述问题，本文首先针对光伏发电系统进行了简要介绍，随后以农村配电网示例，对光伏接入农村配电网典型结构和国家电网公司光伏电源接入规范进行了阐述。针对农网接入光伏后产生的末端电压升高、三相电压不平衡以及相同条件下光伏发电效率差异的问题进行总结。分析了问题产生原因，并提出了解决措施，以及相应问题的电能质量改进方案，最后进行了实验验证，证明了本文所提方法的有效性。

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Abstract

第1章 绪论

1.1 选题背景及其意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外光伏发电发展现状

1.2.2 国内光伏发电发展现状

1.2.3 光伏发电系统电能质量分析研究现状

1.3 电能质量基本概念及标准

1.3.1 电能质量概念

1.3.2 电能质量标准

1.4 本文主要工作

第2章 电能质量存在问题分析方法和研究

2.1 农村配电网示例

2.1.1 光伏接入农村配电网典型结构

2.1.2 国家电网公司光伏电源接入规范

2.2 末端电压升高

2.2.1 末端电压升高产生原因

2.2.2 末端电压升高解决措施

2.3 三相电压不平衡

2.3.1 三相电压不平衡产生原因

2.3.2 三相电压不平衡解决措施

2.4 相同条件下光伏发电效率差异

2.4.1 差异产生原因

2.4.2 差异解决措施

2.5 本章小结

第3章 电能质量的改进方案

3.1 电压偏差治理常用措施

3.1.1 新增台区

3.1.2 减小电源与负荷间的转移阻抗

3.1.3 增加无功补偿

3.1.4 调整配电变压器分接头

3.1.5 调整三相负荷

3.1.6 线路自动调压器

3.1.7 智能电压质量控制装置

3.2 末端电压升高改进方案

3.2.1 0.4kV线路调压器的工作原理

3.2.2 0.4kV线路调压器的特点

3.2.3 0.4kV线路调压器适用范围及计算

3.2.4 0.4kV线路调压器设备选型及安装

3.3 三相电压不平衡改进方案

3.3.1 电能质量综合控制的结构及功能

3.3.2 电能质量综合控制装置安装位置及容量

3.3.3 电能质量综合控制装置协同自知控制策略

3.4 光伏发电功率差异改进方案

3.5 本章小结

第4章 接入光伏农网的电能质量改善实验验证

4.1 引言

4.2 末端电压升高改进案例

4.3 三相电压不平衡改进

4.4 相同条件下光伏发电效率差异改进案例

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢