接納大規(guī)模分布式光伏電源的農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)研究

【摘要】：能源是國家經(jīng)濟得以持續(xù)增長的物質(zhì)基礎(chǔ)。太陽能作為一種分布廣泛的可再生能源,提高其利用的重要途徑是推廣應用分布式光伏電源。隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模,以及太陽能電池板加工工藝的迅猛發(fā)展和不斷提高,分布式光伏電源以其靈活可靠等優(yōu)勢,在全國廣大地區(qū)和各行各業(yè)中得到越來越多的應用。目前國家能源局及國網(wǎng)公司已出臺相關(guān)政策和文件,明確了電價補貼、接入要求、設(shè)計規(guī)劃等方面的具體內(nèi)容,大力支持光伏電源的發(fā)展建設(shè)。分布式光伏電源同時還有一些別的特點,比如發(fā)電量較小、分布廣范、可調(diào)節(jié)性略差等。大量光伏發(fā)電接入運行中的電網(wǎng),會影響其電壓及保護,也會影響電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計、調(diào)控運行。分布式光伏電源是否能夠得到推廣應用,不僅要考慮光伏電源出力特性,而且還要考慮其與配電網(wǎng)的相互影響,在此基礎(chǔ)上,科學地制定分布式電源并網(wǎng)方案,使分布式光伏電源友好的接入電網(wǎng)。當前在10kV及以上電壓等級的電網(wǎng)建設(shè)和運行維護過程中對大規(guī)模接入光伏電源已有了大量研究,并制定了相應的可執(zhí)行規(guī)范和相關(guān)技術(shù)標準,能保障電網(wǎng)的可靠運行；但在10kV以下電壓等級的電網(wǎng)中,尤其是光伏電源接入較多的農(nóng)村低壓電網(wǎng),鮮有這方面的研究。建設(shè)和改造配電網(wǎng)時對如何接納大規(guī)模光伏電源未作充分考慮,同時現(xiàn)行的規(guī)劃標準、執(zhí)行文件和設(shè)備選型要求也滯后于光伏電源當前的發(fā)展形勢,沒有為大規(guī)模接納分布式光伏電源做好準備,這樣勢必會影響的配電網(wǎng)的供電質(zhì)量和可靠性。針對這個現(xiàn)狀,本文對光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理、等效電路進行簡要的概述,介紹了光伏電源的優(yōu)點以及存在的問題。進而假設(shè)了一個大規(guī)模接入光伏電源的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)模型,分別給出了用電負荷與光伏電源沿線路的分布函數(shù),從線路電能損耗、電壓損耗、系統(tǒng)可靠性方面進行了深入了分析研究,給出了光伏電源對系統(tǒng)影響的表達式,并說明了在何種情況下光伏發(fā)電接入后會對農(nóng)村配電網(wǎng)產(chǎn)生不利的影響。然后在農(nóng)村配電網(wǎng)初期建設(shè)時,從規(guī)劃負荷分布、光伏電源接入點等方面進行分析,在保證電網(wǎng)安全、電能質(zhì)量合格的情況下,研究如何建設(shè)能接納大規(guī)模分布式光伏電源的農(nóng)村配電網(wǎng)。給出了一種兩段式的可接納光伏電源建設(shè)結(jié)構(gòu),討論了此種結(jié)構(gòu)在電網(wǎng)發(fā)生故障時如何保證故障被迅速切除的；另外結(jié)合本文前面的研究,給出了用電負荷容量與光伏電源接入容量之間的系統(tǒng),以保證電網(wǎng)電壓合格率及電網(wǎng)線損率。最后,提出了可接納大量光伏發(fā)電的農(nóng)村配電網(wǎng)的建設(shè)方案和措施,主要有選擇合適的變壓器、恰當布置饋線上負荷分布、優(yōu)化光伏電源的接入位置、合理的保護配置,對大量分布式電源在農(nóng)村配電網(wǎng)中的下一步工作進行了前景展望。 【關(guān)鍵詞】：配電網(wǎng) 光伏電源 電能質(zhì)量 線損 規(guī)劃建設(shè)
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM727.1;TM615
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 國外現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀15-18
• 1.3 本文主要工作18-19
• 第二章 分布式光伏電源系統(tǒng)并網(wǎng)特性19-29
• 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)概述19-23
• 2.1.1 獨立型系統(tǒng)19
• 2.1.2 并網(wǎng)型系統(tǒng)19-23
• 2.2 并網(wǎng)型光伏發(fā)電的原理23-26
• 2.2.1 光伏電池工作原理24
• 2.2.2 光伏電池等效電路24-26
• 2.3 光伏發(fā)電的特點26-27
• 2.3.1 光伏發(fā)電的優(yōu)點26
• 2.3.2 存在問題26-27
• 2.4 分布式光伏電源并網(wǎng)產(chǎn)生的問題27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第三章 大規(guī)模接入光伏電源對配電網(wǎng)的影響解析29-46
• 3.1 概述29
• 3.2 大規(guī)模光伏電源接入后線損的計算29-38
• 3.3 大規(guī)模光伏電源接入后電壓的損耗計算38-44
• 3.4 大規(guī)模光伏電源對配電網(wǎng)保護的影響44-45
• 3.5 分布式電源對配電網(wǎng)規(guī)劃的影響45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第四章 考慮光伏電源大規(guī)模接入的農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)46-56
• 4.1 農(nóng)村配電網(wǎng)簡介46-47
• 4.2 國家電網(wǎng)公司光伏電源接入規(guī)范47-49
• 4.3 考慮大規(guī)模光伏電源接入的農(nóng)村配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計49-55
• 4.3.1 考慮保護可靠性的低壓電網(wǎng)系統(tǒng)基本架構(gòu)49-51
• 4.3.2 考慮電能質(zhì)量的負荷與光伏電源分布51-53
• 4.3.3 考慮經(jīng)濟運行的負荷與光伏電源分布53-55
• 4.3.4 變壓器等配電設(shè)備選擇55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 結(jié)論與展望56-58
• 5.1 本文結(jié)論56-57
• 5.2 未來展望57-58
• 參考文獻58-62
• 致謝62-63
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文63-64
• 附件64

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