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目录摘要IIIABSTRACTIV第1章绪论11.1课题研究的背景及意义11.2国内外发展现状21.3本设计主要研究的内容及步骤3第2章配电网的潮流计算分析52.1潮流计算的基本概念及意义52.1.1主网的潮流计算52.1.2配电网的潮流计算52.2前推回代法的基本原理62.2.1前推回代的基本步骤62.2.2前推回代的潮流算法流程图72.3本章小结8第3章配电网的电压稳定性分析93.1静态电压稳定性意义93.2电压稳定性分析方法93.2.1动态分析方法93.2.2静态分析方法93.3配电网的稳定性分析指标103.3.1电压稳定性指标L103.3.2电压稳定性裕度Ku123.3.3电压稳定指标VSI143.4本章小结15第4章配电网电压稳性仿真实例分析17III 4.1实验电网及原始数据174.2MATLAB概述194.3仿真及计算设置194.4分布式电源对配电网电压稳定性分析204.4.1同一节点接入不同容量DG对配电网静态稳定性能影响204.4.2不同位置接入同一容量DG对配电网静态稳定性能影响214.4.3多节点同时接入DG对配电网静态稳定性能影响224.4本章小结23第5章结论24谢辞25参考文献26附录27III 接入DGs的配电网静态电压稳定性分析与应用摘要目前，世界能源危机和环境污染问题等，使用新能源发电比如太阳能光伏发电、风力发电，有着巨大发展潜力，并且新能源发电大都以分布式电源DG(DistributedGeneration)方式接入电网中。但是随着DG大规模安装进配电网络时，其缺陷也会慢慢出现。DG大量安装进配电网络时，不仅会使配电网络的辐射状发生改变，还会使潮流分布还有短路电流水平发生变化。开始，介绍了含DG的部分基本概念，并且分析了国内外DG进展对比。其次，介绍了配电网单相潮流计算的概念和原理，对接入分布式电源时电网的电压稳定性理论推理阐明,对电压稳定性指标进行推导计算。最后,使用MATLAB软件构建用于仿真模型，研究不同的DG分布式电源容量、不同的安装位置和数个分布式电源一起安装进配电网络对系统静态电压稳定性能的作用，实现配电网潮流计算。已知指标求解基础上，对静态电压稳定指标进行运算分析，然后分别对分布式电源在不同容量、不同位置情况下安装以及分布式电源接入形式不同下的电压分布情况下进行仿真理解，最后进行初步电源规划。关键词：分布式电源DG，配电网，静态电压稳定性III ImpactsofDistributedGenerationonSteadyStateVoltageStabilityofDistributionnetworkAbstractCurrently,theworldenergycrisisandenvironmentalpollution,theuseofnewenergysuchassolarpower,windpower,hasgreatpotentialfordevelopment,andnewenergymostlyinthedistributedpower(DistributedGeneration)waytoaccessthegrid.Butwiththelarge-scaleinstallationatDGintodistributionnetworks,itsshortcomingswillgraduallyappear.WhenDGlargeinstallationsintothedistributionnetwork,radialdistributionnetworkwillnotonlychange,butalsothecurrentdistributionaswellasshort-circuitcurrentlevelchanges.StarttointroducesomeofthebasicconceptsincludingDG,andanalyzestheprogressatHomeandAbroadDG.Secondly,thedistributionnetworkofsingle-phaseflowcalculationoftheconceptsandprinciplesoftheoreticalreasoningvoltagestabilityclarifytheaccessofdistributedpowergridvoltagestabilityindexderivationcalculations.Finally,theuseofMatlabsoftwaretobuildsimulationmodels,theDGofdifferentdistributedpowercapacity,andseveraldifferentmountingpositionsinstalledwithdistributedpowerdistributionnetworkintothesystemstaticvoltagestabilityroleinachievingdistributionpowerflowcalculations.Solvingknownindicators,basedonthecalculationofstaticvoltagestabilityindexanalysis,andthenweredistributedsimulationtounderstandthepoweratdifferentcapacities,installandvoltagedistributionofdifferentformsofaccessunderthedistributedpoweratdifferentlocations,thelastpreliminarypowerplan.Keywords:DistributedGeneration,Distributionnetwork,staticvoltagestabilityIII 第1章绪论1.1课题研究的背景及意义当今世界能源危机日益突显促进了对新能源的须要，而且民众的环境保护认识的越来越强。以新能源发展为基础的DG给电力行业发展提供新的研究方向。DG与配电网络的联结，很快成为电力系统进展的首要趋向。分布式电源(DistributeGeneration)常常指那些50MW以下直接接在配电网络附近的小型电源，与环境相容的独立电源。并且因为它的能源的利用率高，污染小，投入资金少，用地面积小、可靠性和安全稳定性的优点。DG可以极大降低电网建造的投入、损耗和运行费用；可以减少或者延缓远距离输电线以及新建大型发电厂情况的出现；可以分担系统用电高峰时电网的压力，可以起到平衡负荷的作用。DG作为现有电力发电输电的备用电源，可以大大减少现有发电输电设备的备用，提高利用率。根据DG利用是不是可再生资源，能够把DG分成2种。一种以可再生资源为基础的，包含：风能、太阳能光伏、地热能、生物质、潮汐能、生物质能等发电方式。第二种是为不可再生资源作为发电燃料的，它们包括：燃料电池、微型燃气轮机、内燃机、热电联产等发电方式。现在电力系统采取的还是大范围集合式发电，高压电塔长距离送电与电网联结运行的运转形式。有着部分缺点：对于负荷的变动响应慢，一些小规模的故障问题就会轻易引发连锁反应，导致电力供应断开。在2008年初，我国南部大范围地区的发生了难得一见重大雪灾，高压电线被压断了，电塔也被压塌了，从而导致电力供应长时间的大面积的断开。同一年的汶川地震对电网造成了严重破坏同样也导致了长时间的大规模电力中断。所以，如果再发生严重灾害导致大规模的电力中断时，仍然还有和配电网相联结的DG在运行，就能够很大程度提升供电可靠性。即使无法恢复所用用户的供电，也可以恢复一些比较重要的机关机构（政府、医院、通信公司等）的供电。屡次大范围断电事情足够说明了现在电力系统的弊端。所以DG接进配电网就非常有必要。DG接入配电网络应该要充分考量负荷大小，所在地区资源分布，根据具体环境条件，灵活地选取合适类型和位置，将来能够给电力系统提供强力支持和强大有力补充。然而，随着大规模接入DG30 ，配电网络会产生另外的问题。随着DG接进就会使配电网络中每个支路的潮流已经不是单向流动，所以DG的接进会对整个电力系统造成重大影响。而且会对含有DG的配电网络产生潮流分布，电压稳定，谐波，短路电流和继电保护等问题。电压稳定性是电网稳定可靠运行很重要的前提。所以对接进配电网络的DG容量大小、位置进行分析，并做出初步电源规划。1.2国内外发展现状近些年来我国电力制度变革，未来将会把政府职能和电力公司功能分离,将发电部分和配电部分完全分开，建成了发电部分的市场竞争制度，给DG发展奠基了稳固的基石。由于西部大开发战略，将西部丰富天然气送往北京、上海等其它地方。由于“西气东输”项目的实行，让DG得到了极大的蓬勃发展。当前,在中国对于DG的研究已经开始，有些研究机构和大学开始投了许多人力、物力对DG统的大力研究。政策激励、资源条件和产业基础等因素决定了DG发展。DG发展的速度取决于政策激励，DG发展的规模大小取决于资源条件，而DG发展的成本取决于产业基础。接下来从政策激励、资源条件、产业规模三个方向比较说明世界上一些典型主要国家和中国DG的发展近况。如表1-1示： 表1-12010年国内外分布式电源发展现况对比单位：万kW国家天然气多联供水电风电、太阳能发电等合计中国700226610483384美国15601259072592日本4534007021555德国24040029063346英国42548102475丹麦1521324477注：数据来源于美国能源信息署（EIA）、国际能源署（IEA）、日本天然气协会及德国光伏协会等。 我们从表1-1可知，截止2010年为止,德国,中国，日本,美国DG30 的装机容量大小分别为3384、3346、2592和3346KW。占总数的22.8%,3.5%,5.5%和2.5%,都没有成为主流的供电方式。总而言之，虽然DG没成为主流，但是发展并不落后。可是因为资源条件、激励政策，以及工业基地的影响，DG种类有着显著技术差异。当前中国的DG还是中小型水力发电为主,总规模为22660000千瓦,发电总量处在世界领先位置。发展规模和发电量都处在世界前列。但是DG的太阳能、风能、天然气设备发电仍然处在初期发展阶段，规模均相对小。截止2011年底，电网公司建成35kV及以下的DG总量大概15600,装载容量为3436万kW,发电总量为1033亿kWh。DG中水力发电的发电量最多,装载总量23760000千瓦,占DG发电总额的69.2%；然后是余热、余压、余气发电装载总量为7300000千瓦,占分布式电源发电总额的21.2%；农业和林业生物质发电总量为450000kW,占分布式发电总额的1.3%；DG的太阳能、风能和天然气设施发电还处在初步过程，装载容量相较于其它分布式发电较小,分别103、48和38万千瓦,各占统计总容量的3.0%、1.4%和1.1%。1.3本设计主要研究的内容及步骤本次毕业设计主要任务是钻研DG接入配电网络后分析系统的电压稳定性，然后以这为基础展开进行DG规划的研究。学会使用MATLAB进行配电网潮流计算和支路电压稳定性计算，分析系统薄弱支路环节并作分布式电源规划分析。本设计研究的主要内容如下：1、概述对支路电压稳定和电力规划相关文献，分析它们各自的优点和缺点，这些方法的文献研究，并提出了本设计的课题。2、掌握配电网的电压稳定性指标计算原理和方法。3、实现配电网潮流计算。4、研究配电网电压稳定性在DG接入后会有什么影响影响，然后以这为基础做出电源规划。本文主要步骤：1、查阅目前国内外相关配电网络电压稳定性影响并且它在电源规划中应用研究情况。2、研究DGs对配电网络的作用与配电网络的。3、掌握配电网的潮流计算。4、配电网电压稳定性指标建立、推导与计算，并作实例说明阐述。5、学习掌握MATLAB来达成对配电网的电压稳定的仿真。用MATLAB软件30 对接入分布式电源后的配电网电压稳定进行分析。包括对接入分布式电源的容量大小不同、位置不同对配电网络电压稳定性作用。1、根据结果，分析说明分布式电源对配电网电压稳定的影响，做出电源规划方案。第2章配电网的潮流计算分析2.1潮流计算的基本概念及意义30 潮流计算，就是指对电力系统某一稳态运行方式，明确系统的电压和功率分布，即计算出各个母线（节点）电压幅值和相角，还有流过所有元件或者设备的有功功率与无功功率。求解潮流问题的基本方程式是节点功率平衡方程。潮流计算的意义：电力系统的潮流计算和分析是电力系统运行和规划工作的基础。一个正在运转的电力系统，经过潮流计算能够得到：当各类电源和负载改变与网络构造变化，电网中全部的母线电压能不能够一直维持在许可限度内；由于各个设备（元件）可能会过负荷而对电力系统造成危险，因此要加强研究和定制出对应的安全举措。对于还处于筹划的电网系统，当它经过潮流计算，就能够查验出电网规划是否能够适用于各类运行需求，方便制订出能够适用将来供电负载增加需要，而且还能保障安稳运行的网络规划计划。2.1.1主网的潮流计算主网的潮流计算是主要利用牛顿迭代法和P-Q分解法。牛顿法是非线性方程线性化，收敛性好，其收敛导纳矩阵迭代法更好，占的内存也小，是求非线性方程是最有效方式。P-Q分解法是以牛顿法为基本改进发展而成的。不同的是，从要求迭代次数来说用P-Q分解法要更多，但是比起牛顿法来说总运算时间更短，而且运算速度提高。它们共同点在于，牛顿法和P-Q分解法属于二阶算法，都要解决的雅可比矩阵，两种办法可以容纳持续发展的电力系统，用在在潮流计算中都是十分好用的、有效的方法。2.1.2配电网的潮流计算配电网是指由架空线路、电缆、配电变压器、开关、无功补偿电容等设施设备组成。配电网络一般情形下是环网建设，辐射运行的原则。分支的参数R/X的比值比较大；参数不对称和三相负载不平衡问题的三相分支参数是更显著。对于以前的潮流计算的相关因素，运用的方法比如如牛顿拉夫逊法和P-Q分解法，发散或振荡情形在配电网计算分析中经常发生,在许多方法中这种方法是最有效的，它所占内存同样很小。所以在配电网络的潮流计算解析中前推回代的方法使用更加普遍使用。根据配点网络的结构特点，行业内发表了许多计算方法，但是那些计算方法的归类并无一个一致的准则，比如有人把配电网络潮流计算其分成，分支功率型，分支电流型，母线电流型和母线功率型；同样比如有人从三相处理方面上能分成：相位分量的方法和序分量方法（也被称为对称分量方法），并将这两种方法联合的混合方法；然而另有人从传统潮流计算方面可以分为：前推回代的方法，BUSZ30 高斯法，直接法，修改后的牛顿法和P-Q分解法分类。设计选的是前推回代的方法，下面会对这种方法作出具体的说明。2.2前推回代法的基本原理前推回代法在已经知道配电网络的初始端电压和末端负载条件下，从某一节点连接的支路开始向根节点计算单位。一开始电压初值取额定电压，依据负载功率从末端朝始端逐步推算，只有计算在每个元件中的损耗功率而不计算节点电压，求取每条支路上的电流和损耗功率，求取支路的首端功率，这就是回代阶段；然后又按照一开始提供的始端电压和求得的始端功率，由初始端向末端逐步推算压降，求得每个节点电压，这就是前推阶段。就这样反复进行这一过程，直到所有节点功率误差范围满足容许要求。2.2.1前推回代的基本步骤（1）前推：设每个节点电压都为（值）。然后设各节点电压为V。依据节点的对应的P-Q值来计算出各个节点的功率和各条线路的功率、损耗直到最后回推到根节点。图2-1简单支路由图可得：节点i与节点j的功率损耗公式为：（2-1）节点i与节点j之间的传输功率公式为：（2-2）节点的注入功率为：（2-3）其中为第节点所接的负荷功率。30 （1）回带：设根节点电压为。利用第一步所得到支路始端功率和跟节点已知电压，开始逐条支路向后末端进行计算，直到求出个支路末端节点电压。向量作为参考向量，则电压和相角的公式为：（2-4）（2-5）公式中、是节点的电压（）和相角（）；、：支路首端的有功和无功。（2）对于规模不大的网络。可以选用上面的公式来计算并且不会复杂，能手工计算。当要求的精度不是很高时，一般情况下，一轮迭代计算即可完成。给定误差为，则：（2-6）前推回代法使用前后两次迭代节点电压的变化作为收敛条件，从公式2-6可以得到，当节点的电压变化幅值的最大差值小于设定的收敛值时，就认为迭代完成。2.2.2前推回代的潮流算法流程图否令各节点电压=输出潮流结果是将各节点计算的两次电压进行比较，并判断最大电压幅值差是否满足：max{|-|}<0.0001。设根节点电压=1∠0,根据上面计算出的各节点的功率利用公式，计算出各节点电压根据式子计算出各节点的功率和线路损耗已知各节点的节点负荷，设各节点端电压=1∠030 2.3本章小结这章介绍了潮流计算的基本概念、意义和原理。潮流计算包括主网潮流计算和配电网络潮流计算，主要介绍了配电网络潮流计算，并且简单介绍了配电网络的结构和特点。最后就是配电网络潮流计算原理推导分析。第3章配电网的电压稳定性分析3.1静态电压稳定性意义静态电压稳定性是用在研究正在运行中的系统稳定程度，系统稳定性要怎样进行调控才能改进，了解系统在一些极端条件下会不会出现电压失稳等。静态电压稳定性指的是电力系统中各个节点保持良好运行工作的能力，基本是以稳态潮流方程为基础的。30 电压稳定是电力系统正常工作的基础条件，电压不稳定就会造成大规模长时间停电和重大的经济亏损；还会导致系统电压不稳定的要素包括系统中的小扰动，比如负荷功率的慢慢增大等，还包括系统中的大扰动，例如发生短路，发电机断开等，这些都能够导致系统各个节点电压偏离额定值比较大，甚至不受控制。一般情况，在电网中最开始产生电压崩溃就是电压稳定性的薄弱环节，找到薄弱环节，及时改进系统，能够有效防止系统出现电压崩溃，提升供电的稳定性。3.2电压稳定性分析方法按照数学模型的不同能够分成下面两种：静态分析法，动态分析法。3.2.1动态分析方法电压稳定实质就是动态的问题，只有在动态分析下，动态要素对电压稳定的影响才可以表现出来，才可以更好的认识电压崩溃的原理还有检测静态分析的结果。现在，对动态电压稳定的重要方法有两种，小扰动分析方法和分析方法的大扰动。3.2.2静态分析方法静态分析方法研究侧重点在于电压稳定性指标和电压稳定裕度，它能够正确判断出系统的薄弱环节。静态分析方法有很多，接下来简略介绍部分比较典型的方法。（1）灵敏度分析法灵敏度分析法根据是潮流方程,该方法物理概念清晰，原理和实现方法简单。但是一定要把潮流方程在给定的节点实行线性化的处理。根据灵敏度分析方法构造而得到的静态电压稳定性指标,实质就是以系统向负荷节点传送的最大功率当作电压的临界点。它的优点是不用考虑元件的静态和动态特性，可以从它给出信息迅速精确的得出电力系统中的薄弱环节，并且还能对系统的状态选择对应办法。具体在3.3.1推导。（2）连续潮流法从系统给定的初始运行开始，然后依据某负荷增大形式，通常选取的是系统内全部节点的有功功率或无功功率一并增大，使其接近系统的最大负荷即电压的崩馈点。系统的初始运行状态到最大负荷之间的区间就能够把它为定为是电压稳定裕度指标，它可以很好的显示了系统的电压稳定程度，所以连续潮流仍旧是典型方法。具体在3.3.2推导。（3）非线性规划法30 非线性法是转变的电压崩溃点计算非线性目标函数的优化问题。在总负荷最大或任何视在功率负荷节点有功功率为目标函数,使用非线性优化方法来处理。与求解非线性方程组相比较，求解一个非线性规划问题要麻烦很多,但是它可以比较好的思考各种局限等式和不等式约束的,在处理实际问题具备更好的使用价值。当前，非线性法已经用在电压稳定裕度计算和电压稳定性改良调控手段，最优潮流预防和电力系统工作时所发生各种各样的问题。（1）基于潮流解析存在的运算方法利用潮流方程，以潮流解存在作为构造静态电压稳定性指标的原理。具体在3.3.3进行介绍。总而言之，静态分析方法通过了比较久的研究，早已较为成熟。3.3配电网的稳定性分析指标3.3.1电压稳定性指标L系统的电压稳定性指标L是根据两个节点的简单系统推理出来的。系统如图3-1所示，R和X是线路的电阻和电抗，Pa、Qa分别是始端的有功功率和无功功率，Pb、Qb分别是末端的有功功率和无功功率，Va和Vb是始端和末端的母线电压。图3-1简单系统由图能够得到公式组：30 （3-2）方程组3-2能够转换为以送端和为变量的方程组：（3-3）此公式组有实数解的条件是：（3-4）所以电压稳定指标为：（3-5）但是根据上面得出的电压稳定性指标L有缺陷。配电网的网损不但和支路电阻电抗有关，还和节点电压有关，但是简化得到的模型难以严格反映原来的配电网。配电网的电压稳定性也和系统的负荷分布特性有关。在考虑节点电压和负荷特性的情况下可推出新的判断方程有实数解的条件，只需满足公式：(3-6)此时电压稳定指标L：(3-7)电压稳定指标L为全部支路中L的最大值。，则支路稳定，并且如果L越小电压稳定性越强。当时支路为临界稳定。l为系统中支路数。30 3.3.2电压稳定性裕度Ku简单交流支路如图，其中S为初始端，R为末端。、是该支路中的电阻和电抗。、分别为节点S和节点R的电压。为支路电流。支路SR初始端输入功率为,,末端输出功率为，。图简单电路示意图图电路的支路电压方程如下：（3-8）末端电压的实部和虚部如下：（3-9）（3-10）图3-2电路末端的输出功率：将公式3-11和公式3-12联立然后转化为圆的标准形式，标准形式的方程如下： 30 以,为变量,公式3-13表达的圆称为，半径为。公式3-14表达的圆称为,半径为。两圆的圆心,的坐标为:：（3-15）：（3-16）两个圆半径为:（3-17）（3-18）圆心距为：（3-19）式子公式3-13和公式3-14有解的条件是两个圆的半径都，并且它们为相切或者相交。当两圆相交时，在相同负荷、下，电路有两个电压崩溃运行点。当有功功率给定，无功功率慢慢增大，两圆会相切，电路只有一个临界电压崩溃运行点。式子3-13和3-14存在解的前提，可以表示为:;;。当电阻时,建立O平面然后把定为基准值，所以支路临界电压崩溃点就是此以D为基准值的平面中的直线。在负荷确定的正常运行方式下,每一条支路的当前运行点P在该平面存在坐标(,),而点P到直线的距离,就是表征支路当前稳定运行点到临界电压崩溃边界的距离,，显然,支路运行点P越靠近电压崩溃边界线,运行中的该支路出现电压崩溃状态的隐患就越大。所以点P到的距离能够当作支路电压稳定裕度指标,则：30 （3-20）（3-21）Kuj表示支路的电压稳定性裕度，Ku表示最薄弱支路的稳定度。3.3.3电压稳定指标VSI简单的两节点系统如图所示。为送端节点的电压。为受端节点的电压。、分别为支路的电阻和电抗。、分别为节点总的有功和无功功率。图3-3简单两节点系统由图可得：（3-22）由3-22可得：（3-23）令：（3-24）（3-25）30 则3-23可改写为：（3-26）根据3-26可得出四个解：（3-27）（3-28）（3-29）（3-30）在实际中，比小很多，所以总是正的。因为远比小，所以≈。所以式3-27和3-28接近于0，是无效解。式3-29的解是负数，也是无效解。所以式3-30是方程3-26的唯一解。即：（3-31）所以只有，才存在配电网络的可行潮流解，即：（3-32）化简得：（3-23）令：（3-24）式3-24就是节点的电压稳定性指标VSI，必须满足。VSI越小，配电网络电压稳定性越低。VSI最小的节点，就是电压崩溃节点。3.4本章小结本章介绍了电力系统中电压稳定性，电压稳定性问题分为静态电压稳定和动态电压稳定。接着介绍了两种稳定问题的解决方法。本章主要研究静态电压稳定分析方法，所以着重研究静态电压稳定的几种分析方法。最后，本章采用三种方法来推导出3个电压稳定性指标。30 第4章配电网电压稳性仿真实例分析4.1实验电网及原始数据结构图如图4-1所示。30 图4-128节点算例结构图它的原始数据如表4-1、4-2所示。表4-1各节点的负荷功率参数支路号负荷有功功率(kW)支路号负荷有功功率(kW)101535.28235.281635.28314178.96435.28188.965141935.28635.282035.28735.282114835.282235.28914238.96101424561156258.961235.282635.281335.282735.2814142835.28注：配电网的负荷的功率因数为0.7表4-2各支路阻抗参数30 1121.1970.822231.7961.2313341.3060.8954451.8511.2685561.5241.0446671.9051.3057781.1970.828890.6530.44799101.1430.783104112.8231.1721111121.1840.4911212131.0020.4161313140.4550.1891414150.5460.227155162.551.058166171.3660.5671717180.8190.341818191.5480.6421919201.3660.5672020213.5521.474217221.5480.6422222231.0920.4532323240.910.3782424250.4550.1892525260.3640.151268270.5460.2262727280.2730.11330 4.2MATLAB概述Matlab是目前为止最流行的科学技术仿真软件，Matlab仿真技术已广泛应用于到工程技术及物理实验等领域，它能够进行工程计算、算法研究、建模、仿真、数据分析及可视化、应用程序开发等，功能全面。其强大的功能、良好的仿真速度和友好的兼容性使得它在工程和实验领域得到了广泛应用。Matlab不单是一种编程语言，而且还集聚很多软件。包括：Matlab语言程序，Matlab集成工作环境，Matlab图形系统，Matlab数学函数库，Simulink交互式仿真环境，Matlab编程器，应用程序接口API，Matlab工具箱，Notebook工具。Matlab语言包括下面几个特点：（1）语言简便紧密，编写程序语法限定比较小，用起来简单灵便；（2）计算方法稳定靠得住，数据库中的函数非常多；（3）运算符丰富；（4）编写完的程序移植性比较好，比较兼容。4.3仿真及计算设置使用Matlab软件研究不同的分布式电源容量、不同的安装位置和数个分布式电源同时安装进配电网络对电压稳定性的作用，实现配电网潮流计算。（1）分布式电源容量对静态性能的影响在节点i（取i=8，18）接入DG，接入有功功率分别为P=150kW，300kW,450kW,600kW,750kW，功率因素取0.8。（2）分布式电源接入位置对静态性能的影响让单个分布式电源容量不变，选取分布式电源有功功率450kW，依次接进节点i（取i=8，15，18，26），功率因数0.8。（3）多个分布式电源同时接入配电网对静态性能的影响两个分布式电源一起接进两个节点，在节点i=（8和15，18和26，11和27,8和26），取两个DG容量为300kW。30 4.4分布式电源对配电网电压稳定性分析4.4.1同一节点接入不同容量DG对配电网静态稳定性能影响当接入DG容量的改变，电压稳定指标也会改变。这里逐渐增大DG对电压稳定指标的作用。仿真结果如表4-3,、图4-2所示：表4-3单节点DG设备容量的增加对电压稳定指标的影响DG接入节点DG接入容量（kw）薄弱支路号电压稳定指标支路电压标幺值（2支路）无无20.01900.9863815020.01540.9889830020.01180.9914845020.00840.9937860070.00670.996875060.00930.99821815020.01540.98891830020.01190.99131845020.00850.99371860060.00840.099618750160.00940.998230 图4-2单节点DG设备容量的增加对电压稳定指标的影响由表4-3和图4-2能够明显看出，当分布式电源容量增大时候，配电网络的电压稳定性有所改进。但是当DG容量为时，电压稳定性指标L已经反方向增大了，这是因为此时增加DG容量早就超过其总负荷，DG向始端节点提供功率，出现逆向潮流。总而言之，没超过配电网络总功率负荷的前提，分布式电源容量越高电压越稳定。4.4.2不同位置接入同一容量DG对配电网静态稳定性能影响不同位置安装进分布式电源后，配电网络电压稳定会有些许差异。具体仿真结果如下：表4-4不同位置接入同一容量DG对配电网静态稳定性能影响DG接入节点DG接入容量（kw）薄弱支路号电压稳定指标支路电压标幺值（2支路）无无20.01900.9863815020.01540.98891515020.01550.98881815020.01540.98892615020.01540.9889845020.00840.99371545040.01320.99351845020.00850.99372645020.01190.9937860070.00670.99630 1560040.01320.99571860060.00840.99026600210.00730.9959从表4-4能够明显看出，接进DG随着地方改变电压稳定指标也会有点不同。并且，DG接入节点8和18所得电压稳定指标，和节点15和26相比来说小得多。当分布式电源容量比较小的时候，接入位置的影响几乎没有，电压稳定性基本一致。所以，当分布式电源更大时时候，接进节点越接近源节点，配电网静态电压稳定性就越好。4.4.3多节点同时接入DG对配电网静态稳定性能影响接下来是对多个DG设备一起接进时对电压稳定性的作用进行仿真分析。具体结果如表4-5所示：表4-5多节点同时接入DG对配电网静态稳定性能影响DG接入节点DG接入容量（kw）薄弱支路号电压稳定指标支路电压标幺值（2支路）无无20.01900.9863830020.01180.99141530040.01320.99121830020.01190.99132630020.01190.99148、1530040.00610.996018、26300100.00590.996111、2730040.00610.99628、2630060.00590.9961从表4-5中能够明显的看出，当一起接入多个分布式电源时对配电网络的电压稳定性指标明显降低了，支路电压标幺值也降低了，网损同样也大大降低。由此能够得到结论：在DG容量大小一样的情况下，几个DG一起接进比只接一个好。并且分布式电源散开接比集中接入，静态电压稳定性能更好。30 4.4本章小结本章一开始介绍了MATLAB软件的背景和特点。接着使用MATLAB展开潮流计算，实现配电网电压稳定性仿真实例分析。分析在分布式电源容量不同、分布式电源安装位置差异和数个分布式电源一起接入配电网络时对电压稳定性的作用。分析其产生的影响，具体的结论如下：（1）在配电网络接入DG时可以改善电压稳定性。从仿真结果可得：没超过配电网总功率负荷的前提，分布式电源容量越高电压稳定性越好。（2）分布式电源接入位置的不一样，也可以造成电压稳定性的些许差异。当DG容量比较小的时候，接入位置的影响几乎没有，电压稳定性基本一致；但大容量接入时，电压稳定性影响较大，应该优先选取靠近源节点接入比较好。（3）配电网络同时将多个DG接入多个节点时，效果比只接一个DG好。在配电网络中，在DG容量大小一样的情况下，几个DG一起接进比只接一个好。并且分布式电源散开接比集中接入，静态电压稳定性能更好。第5章结论本次设计研究的是在接入分布式电源（DG）后的配电网静态电压稳定性分析与应用。设计一开始，先查阅目前国内外有关配电网络电压稳定性在电源规划中使用的研究发展情况。清楚DG的含义还有其研究的背景意义。认识配电网络的结构和特点，掌握配电网络中潮流计算原理。掌握了MATLAB的使用方法和初级编程。通过对算法的比较可知前推回代法应用于辐射型配电网潮流计算的优势，掌握30 配电网电压稳定性指标的建立、推导与计算，并作实例分析。经过钻研安装分布式电源容量的不同、分布式电源安装位置的不同和数个分布式电源一起安装配电网络对电压稳定的作用。本文重点研究下面两个方面：（1）使用基于潮流解析存在的运算方法，对配电网络电压稳定性展开了对比和研究，并展开了电压稳定指标建立、推导与计算。（2）配电网络安装进不同容量的分布式电源对电压稳定性的影响，没超过配电网总功率负荷的前提，分布式电源容量越高电压稳定性越好。分布式电源安装位置不一样，也有些许差异，在电压稳定裕度最小的节点即电压最薄弱节点安装分布式电源设备，成效最佳。在配电网络同时将多个DG接入多个节点时，效果比只接一个DG好；并且，分散接入比集中接入更好。所以，DG与大电网联结，它能够大幅度增强静态电压稳定性能，进而增强了供电可靠性。谢辞经过半年的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，想要完成这个设计式难以想象。所以我要感谢在此次课题的选题及研究过程中得到XXX30 的悉心教导。从一开始的论文的选定，到最后论文的完成都非常耐心的指导，给我提供大量的数据资料和建议，告诉我应该注意的细节问题，细心的给我指出错误，修改论文。同时也感谢所有在本科学期间的任课老师及学校学院领导对我的帮助和教导，最后感谢学校四年来对我的大力栽培。参考文献[1]李斌，刘天琪，李兴源.分布式电源接入对系统电压稳定性的影响[J].电网技术.Vol.33No.3Feb.2009.[2]韩肖清,代妍妍,安成万.分布式电源异步发电机对电压稳定性影响研究[J].山西电力.No13Ser.147.Jun12008[3]武晓朦，刘健，毕鹏翔.配电网电压稳定性研究[J].电网技术，Vol.30No.24Dec.2006[4]李宝国,鲁宝春,巴金祥.一种基于V-I特性的节点电压稳定快速判断方法[J].继电器，2004.0630 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7,7,8,1.197+j*0.82;8,8,9,0.653+j*0.447;9,9,10,1.143+j*0.783;10,4,11,2.823+j*1.172;11,11,12,1.184+j*0.491;12,12,13,1.002+j*0.416;13,13,14,0.455+j*0.189;14,14,15,0.546+j*0.227;15,5,16,2.55+j*1.058;16,6,17,1.366+j*0.567;17,17,18,0.819+j*0.34;18,18,19,1.548+j*0.642;19,19,20,1.366j*0.567;20,20,21,3.552+j*1.474;21,7,22,1.548+j*0.642;22,22,23,1.092+j*0.453;23,23,24,0.91+j*0.378;24,24,25,0.455+j*0.189;25,25,26,0.364+j*0.151;26,8,27,0.546+j*0.226;27,27,28,0.273+j*0.113;];S2=[1,0;2,35.28;3,14;4,35.28;5,14;6,35.28;7,35.28;8,35.28;9,14;10,14;11,56;12,35.28;13,35.28;14,14;15,35.28;16,35.28;17,8.96;18,8.96;19,35.28;20,35.28;30 21,14;22,35.28;23,8.96;24,5625,8.96;26,35.28;27,35.28;28,35.28;];c=0.7;Vb=11;Sb=100;Z2(:,4)=Z2(:,4);S2(:,2)=S2(:,2);S2(:,2)=S2(:,2)+i*(S2(:,2)*tan(acos(c)));Z=Z2;S=S2;Flow1(Z,S,Sb,Vb);functionFlow1(Z,S,Sb,Vb)%Flow(Z,S,Sb,Vb)计算网络功率及电压分布%输出收敛迭代次数及功率分布和电压分布%数据初始化Z(:,1)=Z(:,1)+1;Z1=[1,0,1,0];Z=[Z1;Z];%使得支路编号与支路末点编号一致[m,n]=size(Z);Zb=(Vb^2)/Sb*1000;Z(:,4)=Z(:,4)/Zb;S(:,2)=S(:,2)/Sb;k=1;V=ones(m,1);dU=ones(m,1);%前推回代n=0;whilemax(abs(dU))>10^-4Sr=S(:,2);V1=V;fori=m:-1:1%前推功率A=(find(Z(:,2)==i));%求以i节点为始点的各支路[b,c]=size(A);30 ifb~=0forj=1:1:b%求以当前节点为始点的各支路功率总和N=A(j,1);ifN~=6dSr=((abs(Sr(N,1))/V(N,1))^2)*Z(N,4);%各支路功率损耗elsedSr=0;endSr(N,2)=Sr(N,1)+dSr;%N支路功率Sr(i,1)=Sr(i,1)+Sr(N,2);endelseSr(i,2)=Sr(i,1);endendV(1,1)=1;fort=2:m%回代电压ift~=6a=Z(t,2);%由于是辐射型网络，只有一个始点dV1=(real(Sr(t,2))*real(Z(t,4))+imag(Sr(t,2))*imag(Z(t,4)))/V(a,1);dV2=(real(Sr(t,2))*imag(Z(t,4))-imag(Sr(t,2))*real(Z(t,4)))/V(a,1);V(t,1)=((V(a,1)-dV1)^2+dV2^2)^0.5;elsedk=k*(V(5,1)/V1(5,1)-1)k=k-dkifk>=1.1k=1.1;elseifk<=0.9k=0.9;else%k=vpa(k,3);k=round(k*100)/100endkV(6,1)=k*V(5,1);endenddU=V-V1;n=n+1;ifn>15fprintf('迭代15次不收！ ');break;30 endend%输出a=1:1:m;%编号fprintf('迭代收敛次数为： ');nfprintf('网络功率分布为： ');Sr(:,2)=Sr(:,2)*Sb;Sr=[a',Sr]fprintf('网络电压分布为： ');%V=V*Vb;V=[a',V]clearSb=100;Ub=11;Zb=(Ub^2)/Sb;l=0;L=zeros(27,1);PL=zeros(27,1);QL=zeros(27,1);Sc=[…];V=[…];Z=[1,1.197+j*0.822,1.796+j*1.2313,1.306+j*0.8954,1.851+j*1.2685,1.524+j*1.0446,1.905+j*1.3057,1.197+j*0.828,0.653+j*0.4479,1.143+j*0.78310,2.823+j*1.17211,1.184+j*0.49112,1.002+j*0.41613,0.455+j*0.18914,0.546+j*0.22715,2.55+j*1.05816,1.366+j*0.56717,0.819+j*0.3418,1.548+j*0.64230 19,1.366j*0.56720,3.552+j*1.47421,1.548+j*0.64222,1.092+j*0.45323,0.91+j*0.37824,0.455+j*0.18925,0.364+j*0.15126,0.546+j*0.22627,0.273+j*0.113];fori=1:27Sc(i,3)=Sc(i,3)/Sb;Z(i,2)=Z(i,2)/Zb;pa=real(Sc(i,3));qa=imag(Sc(i,3));r=real(Z(i,2));x=imag(Z(i,2));va=V(i,2);pb=pa-(((abs(Sc(i,3))/va)^2)*r);qb=qa-(((abs(Sc(i,3))/va)^2)*x);l=4*(x*pb-r*qb)^2+(x*qb)+(r*pb);L(i,1)=l;pl=(r*((pa^2)+(qa^2)))/(va^2);ql=(x*((pa^2)+(qa^2)))/(va^2);PL(i,1)=pl;QL(i,1)=ql;enddisp('电压稳定指标');disp(L);disp('功率损耗');disp(PL);30
