考慮直流型分布式電源的廣義綜合負荷建模碩士學位

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1、碩士學位論文考慮直流型分布式電源的廣義綜合負荷建模AgeneralizedsynthesisloadmodelingconsideringD.C.distributedgenerationsourcebyLIXiaojuB.E.(HunanUniversity)2009AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUnive

2、rsitySupervisorProfessorLIXinranApril，2012湖南大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：日期：年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被

3、查閱和借閱。本人授權湖南大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1、保密□，在____年解密后適用本授權書。2、不保密。（請在以上相應方框內打“√”）作者簽名：日期：年月日導師簽名：日期：年月日摘要電力系統(tǒng)負荷模型是電力系統(tǒng)仿真的基礎。由于綜合負荷構成的復雜性、時變性、多樣性以及高度非線性等特點，使負荷特性十分復雜，同時也給負荷建模帶來很大困難。而當分布式發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)后，進一步增加了負荷特性的復雜程度。隨著分布式電源在電網(wǎng)中所占比例日益增大，其對負荷特

4、性的影響不容忽視，傳統(tǒng)的負荷模型將不可避免的發(fā)生變化。燃料電池（FuelCell，F(xiàn)C）和光伏電池（PhotovoltaicCell，PV）作為典型的清潔電源勢必會并網(wǎng)運行，因此，研究這兩種均需逆變并網(wǎng)的直流型分布式電源的負荷建模具有重要的理論和實際意義。本文首先在Matlab仿真系統(tǒng)中構建了含逆變控制及其濾波模塊的PV發(fā)電系統(tǒng)仿真數(shù)學模型，驗證了仿真系統(tǒng)中PV發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越能力；根據(jù)PV發(fā)電系統(tǒng)的暫態(tài)特性并基于R-L-C等效電路，提出了適合于電網(wǎng)仿真計算、具有3階微分方程結構的PV發(fā)電系統(tǒng)機電暫態(tài)等效模型，并通過不同擾動程度的仿真分析，驗

5、證模型的有效性和模型參數(shù)的穩(wěn)定性。在構建IEEE-14節(jié)點典型配電系統(tǒng)的基礎上，研究了PV發(fā)電系統(tǒng)接入不同容量比例和不同位置對配電網(wǎng)綜合負荷特性的影響。系統(tǒng)仿真分析表明：PV發(fā)電系統(tǒng)對配電網(wǎng)綜合負荷特性的影響隨其接入容量比例的增大而增大；接入不同地理位置時，PV發(fā)電系統(tǒng)對配電網(wǎng)負荷特性的影響與其公共連接點（PointofCommonCoupling，PCC）位置和所在支路負荷大小比重有關，PCC點位置越靠近配電網(wǎng)末端，節(jié)點所在支路負荷比重越小，對綜合負荷特性的影響也就越大；同時，PV發(fā)電系統(tǒng)所占總負荷的容量比例對配電網(wǎng)的影響要明顯大于PCC點位置

6、對其的影響，在各影響因素中占主導作用。通過詳細分析傳統(tǒng)綜合負荷模型（SynthesisLoadModel，SLM）與含有分布式電源的廣義綜合負荷模型（GeneralizedSynthesisLoadModel，GSLM）的結構和參數(shù)特點，以本文所提出的PV發(fā)電系統(tǒng)機電暫態(tài)等效模型為基礎，構建了含有PV發(fā)電系統(tǒng)的GSLM模型。采用不同容量比例和不同地理位置影響因素下的仿真數(shù)據(jù)，從擬合效果、平均擬合誤差及辨識參數(shù)的穩(wěn)定性3個方面，驗證所提出的含PV發(fā)電系統(tǒng)的GSLM模型的有效性。同時，比較了SLM模型和GSLM模型對含有PV發(fā)電系統(tǒng)的配電網(wǎng)綜合負荷的

7、描述能力。研究表明GSLM模型的綜合性能要明顯優(yōu)于SLM模型，可以用于描述含PV發(fā)電系統(tǒng)的配電網(wǎng)綜合負荷特性。以固體氧化物燃料電池（SolidOxideFuelCell，SOFC）為對象，研究了燃料電池對配電網(wǎng)綜合負荷特性的影響。基于Matlab仿真平臺搭建了含有SOFC的典型配電網(wǎng)絡，并進行一系列的暫態(tài)仿真研究，指出SOFC發(fā)電系統(tǒng)可以用基于U-R-L等效電路的2階微分狀態(tài)方程來描述其等效模型。在此基礎上，將接入配電網(wǎng)的SOFC發(fā)電系統(tǒng)看成功率消耗為負的動態(tài)負荷，提出可以用含有SOFC的GSLM模型來等效描述含SOFC的配電網(wǎng)綜合負荷特性。通過

8、三種典型實例下系統(tǒng)受到不同擾動強度進行仿真分析，證明了這種考慮SOFC發(fā)電系統(tǒng)的配電網(wǎng)GSLM模型較SLM模型具有更好的自描述能力和泛化