光伏发电并入配电网特性分析 作者F0803025黄红程5081509012 指导老师：刘东 (上海交通大学电气工程系，上海市200240) 摘要：本文从对电压水平的影响、对传统配电网继电保护的影响、网络损耗三个方面对光 伏发电系统并入配电网的特性进行了分析，得出了相应的结论。并根据这个结论，介绍了已 有的解决方案，同时还创新地提出了自己的解决方案以达到限制电压升高、确保继电保护正 确动作、减小网损的目的。 关键词：光伏发电：分布式发电：配电网：电压越限：线路保护：网损 1.引言 力发电和光伏发电机组的不同容量组合后电 网的可靠性指标和节约的燃煤量：此外还设计 文献[1][2]分析了国内外光伏发电产业的 了使用优化法计算最大准入功率的算法流程， 现状，对该产业的未来动向进行了展望，并叙并运用试探法在具体算例中计算了风力发电 述了光伏发电在我国的发展情况。 和光伏发电机组接入电网的最大准入功率。 文献[3[4[5]概述了光伏发电关键并网技 最后本文在以上文献基础上，侧重研究了 术，以及光伏发电并入大电网后对大电网的影光伏发电并入配电网后对电压水平、继电保 响，并简要分析了对策。 护、网络损耗三个方面的影响。针对并网对电 文献[6][7]通过对光伏发电系统进行物理压的影响，我没有采用数学推导，而是创新地 建模，采用了MPPT算法，并借助于 借助于电力系统分析中简单的原理，适当的推 Matlab/Simulink仿真得到了光伏发电系统在理得出了结论。在解决电压升高问题中，除 稳态和故障情况下的运行状况。文献[6][7]指了介绍己有的方案，创新的提出了用储能电池 出在故障初期，光伏发电系统中电压和电流将的解决方案。针对并网对继电保护的影响，我 有较大的波动，并且无法在最大功率点上运分别从对电流保护和距离保护的影响两个方 行，系统出力减少。其中，文献[7]还指出在面进行阐述，并在最后总结己有的解决方案。 发生双相接地故障(DLG fault)时，振荡最剧烈。针对并网对网损的影响，我引用了已有文献的 文献[8]侧重于研究光伏电源接入电力系结论，在此基础上重点说明如何减少网损，并 统位置的最优化问题，给出了相应算法，通过 创新的提出一种减少网损的措施。 对径向馈线和环网系统分别进行了验证。 文献[9[10]从光伏发电并入配电网后对 2.问题的提出 配电网电压和频率的影响，并给出了一些解决 方案。 随着石油、天然气等不可再生资源的枯 文献[11[12][13][14研究了光伏发电并入 竭，以及气候变化的加剧，以光伏发电为代 配电网后对配电网电流保护以及距离保护特 表的可再生清洁能源开始越来越受到亲睐。 性的影响，并提出一些解决方案。 早在上世纪90年代，美国、德国、日本就相 文献[15]则侧重于研究光伏发电系统并 继出台了“光伏发电计划”，以大力推进光 入配电网后对配电网网损的影响。 伏发电产业发展。国☒。随着太阳电池成本 文献[16]建立了基于蒙特卡罗仿真的风 的下降和发电效率的不断提高，世界光伏产 力发电的发电容量可信度评估体系，计算和分 业发展迅猛，截止2007年底，世界太阳电池 析了在不同时间段和不同气象条件下接入风 累计装机容量已达到12300MW。2008年全光伏发电并入配电网特性分析 作者 F0803025 黄红程 5081509012 指导老师：刘东 （上海交通大学 电气工程系，上海市 200240） 摘 要：本文从对电压水平的影响、对传统配电网继电保护的影响、网络损耗三个方面对光 伏发电系统并入配电网的特性进行了分析，得出了相应的结论。并根据这个结论，介绍了已 有的解决方案，同时还创新地提出了自己的解决方案以达到限制电压升高、确保继电保护正 确动作、减小网损的目的。 关键词： 光伏发电；分布式发电；配电网；电压越限；线路保护；网损 1．引言 文献[1][2]分析了国内外光伏发电产业的 现状，对该产业的未来动向进行了展望，并叙 述了光伏发电在我国的发展情况。 文献[3][4][5]概述了光伏发电关键并网技 术，以及光伏发电并入大电网后对大电网的影 响，并简要分析了对策。 文献[6][7]通过对光伏发电系统进行物理 建模，采用了 MPPT 算法，并借助于 Matlab/Simulink仿真得到了光伏发电系统在 稳态和故障情况下的运行状况。文献[6][7]指 出在故障初期，光伏发电系统中电压和电流将 有较大的波动，并且无法在最大功率点上运 行，系统出力减少。其中，文献[7]还指出在 发生双相接地故障(DLG fault)时，振荡最剧烈。 文献[8]侧重于研究光伏电源接入电力系 统位置的最优化问题，给出了相应算法，通过 对径向馈线和环网系统分别进行了验证。 文献[9][10]从光伏发电并入配电网后对 配电网电压和频率的影响，并给出了一些解决 方案。 文献[11][12][13][14]研究了光伏发电并入 配电网后对配电网电流保护以及距离保护特 性的影响，并提出一些解决方案。 文献[15]则侧重于研究光伏发电系统并 入配电网后对配电网网损的影响。 文献[16]建立了基于蒙特卡罗仿真的风 力发电的发电容量可信度评估体系，计算和分 析了在不同时间段和不同气象条件下接入风 力发电和光伏发电机组的不同容量组合后电 网的可靠性指标和节约的燃煤量；此外还设计 了使用优化法计算最大准入功率的算法流程， 并运用试探法在具体算例中计算了风力发电 和光伏发电机组接入电网的最大准入功率。 最后本文在以上文献基础上，侧重研究了 光伏发电并入配电网后对电压水平、继电保 护、网络损耗三个方面的影响。针对并网对电 压的影响，我没有采用数学推导，而是创新地 借助于电力系统分析中简单的原理，适当的推 理得出了结论。 在解决电压升高问题中，除 了介绍已有的方案，创新的提出了用储能电池 的解决方案。针对并网对继电保护的影响，我 分别从对电流保护和距离保护的影响两个方 面进行阐述，并在最后总结已有的解决方案。 针对并网对网损的影响，我引用了已有文献的 结论，在此基础上重点说明如何减少网损，并 创新的提出一种减少网损的措施。 2．问题的提出 随着石油、天然气等不可再生资源的枯 竭，以及气候变化的加剧，以光伏发电为代 表的可再生清洁能源开始越来越受到亲睐。 早在上世纪90年代，美国、德国、日本就相 继出台了“光伏发电计划”，以大力推进光 伏发电产业发展。[1][2] 。随着太阳电池成本 的下降和发电效率的不断提高，世界光伏产 业发展迅猛，截止2007年底，世界太阳电池 累计装机容量已达到12 300 MW。2008年全