第1章緒論1.1課題背景在全球面臨嚴(yán)峻的資源與環(huán)保問題的背景下，開發(fā)新能源已成為當(dāng)務(wù)之急?？稍偕茉吹念愋秃芏?，例如，有開發(fā)利用較早，應(yīng)用技術(shù)比較成熟的水能，也有正在大力開發(fā)利用的太陽能和風(fēng)能，還有海洋能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等新興可再生能源也在快速發(fā)展。其中，太陽能由于具有來源廣泛、使用便捷等優(yōu)點而備受重視REF_Ref10233\r\h[1]。按照太陽能的使用方式，它可以被劃分成光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、光生物發(fā)電等類型。其中，光伏發(fā)電因為它的建設(shè)周期短，投資較少，轉(zhuǎn)換效率較高，在太陽能發(fā)電中占有了重要地位。由于太陽能能量密度較低，建立大型光伏發(fā)電站并不適用于所有地區(qū)，因此將分布式光伏發(fā)電并入配電網(wǎng)是一條行之有效的途徑。分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電因具有建設(shè)周期短、成本低廉、建設(shè)靈活等優(yōu)點而快速發(fā)展REF_Ref10406\r\h[2]。在電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)不僅承擔(dān)著配電的任務(wù)，還直接與電力用戶連接，是用戶與電網(wǎng)之間的橋梁，配電環(huán)節(jié)直接影響到用戶用電的電能質(zhì)量REF_Ref10461\r\h[3]。光伏發(fā)電并入配電網(wǎng)后，有利于電能實現(xiàn)就地平衡，減小電網(wǎng)供電壓力；此外，對于偏遠地區(qū)，由于供電半徑較大，容易導(dǎo)致末端電壓偏低，分布式光伏的并網(wǎng)能夠有效緩解這一問題。然而，伴隨著更多的光伏電源加入到配電網(wǎng)中，它給配電網(wǎng)帶來的沖擊也會變得更加顯著。例如，光伏發(fā)電量會受到光照強度的直接影響，所以它的出力會呈現(xiàn)出很大的波動性和間歇性，這就給配電網(wǎng)保持高的供電質(zhì)量帶來了很大的挑戰(zhàn)。另外，由于常規(guī)配電系統(tǒng)通常由單一電源驅(qū)動，且潮流流向單一，而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)將使配電系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成多源共存，潮流流向更加復(fù)雜，潮流分布也更加難以進行分析。由于潮流分布的變化，光伏并網(wǎng)發(fā)電將不可避免地對配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)損耗產(chǎn)生直接的影響，有可能減少網(wǎng)損，也有可能增加網(wǎng)損；而網(wǎng)損率是衡量配電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平高低的一個關(guān)鍵指標(biāo)，網(wǎng)損率高低直接關(guān)系到供電公司的效益。光伏并網(wǎng)所帶來的網(wǎng)損變化問題，再加上負荷波動與光伏輸出功率變化不一致的問題，將給配電網(wǎng)的安全、可靠和經(jīng)濟運行產(chǎn)生重大影響。為此，本文將深入分析分布式光伏接入配網(wǎng)后所產(chǎn)生的網(wǎng)損效應(yīng)，并根據(jù)配網(wǎng)的具體狀況，提出基于整體最優(yōu)的降損策略，以解決分布式光伏發(fā)電的間歇性和波動性引起的網(wǎng)損增大問題，這對于推動新能源發(fā)電系統(tǒng)的健康發(fā)展，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行和節(jié)能減排效應(yīng)都有著非常重要的現(xiàn)實意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀近些年來，隨著越來越多的分布式光伏電源并入配電網(wǎng)，越來越多的專家、學(xué)者和相關(guān)從業(yè)人員投入到光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)影響的分析與含分布式電源配電網(wǎng)降損的研究當(dāng)中，取得了一定的成果。但是隨著分布式光伏并入配電網(wǎng)的規(guī)模和容量日益增大，相關(guān)研究成果越來越暴露出更多的不足之處。在配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單以及光伏并網(wǎng)數(shù)目不多的前提下，通過合理地優(yōu)化并網(wǎng)點的位置，能夠有效降低配電網(wǎng)的有功損耗。但是隨著配電網(wǎng)負荷性質(zhì)的改變以及配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)的影響越來越難以分析REF_Ref10527\r\h[4]。一方面，光伏電源的并入能夠提供無功和電壓支撐，從而有助于提高配電網(wǎng)電能質(zhì)量和降低損耗。但是另一方面，如果光伏并網(wǎng)位置不合理，并網(wǎng)容量不合適，則難以起到降損的作用，甚至是增加配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗。傳統(tǒng)配電網(wǎng)限制損耗的常用手段之一就是通過合理地調(diào)整運行方式，以達到潮流的最優(yōu)化。但是如今配電網(wǎng)有分布式電源的接入，用戶負荷性質(zhì)復(fù)雜，導(dǎo)致配電網(wǎng)的潮流控制變得十分困難。電能儲存技術(shù)可以解決分布式發(fā)電具有間歇性等問題，但是儲能技術(shù)還不成熟，無法儲存大規(guī)模的電能，因此發(fā)電和用電還具有很高的同時性。通常情況下，并網(wǎng)的分布式電源為配電網(wǎng)提供的電能要小于配電網(wǎng)從主網(wǎng)接收的電能，而并網(wǎng)的分布式電源一般以光伏為主。因此一方面需要對用戶的用電時段進行引導(dǎo)，另一方面也需要相關(guān)的政策或標(biāo)準(zhǔn)進行配電網(wǎng)的合理規(guī)劃和分布式電源的合理接入REF_Ref10569\r\h[5]。而在智能配電網(wǎng)的建設(shè)過程中，電源、電網(wǎng)和用電將會變得更為和諧，儲能技術(shù)將會被更多地提升和使用，分布式光伏發(fā)電的控制技術(shù)也會逐步提升，與此同時，還有更合理的政策和標(biāo)準(zhǔn)來引導(dǎo)發(fā)電與用電的均衡，這些都將會對配電網(wǎng)的經(jīng)濟節(jié)能運行起到積極作用。大量的研究結(jié)果表明，分布式電源的類型、接入位置和接入容量等因素對配電網(wǎng)的線損有直接影響，只要量化出這些因素的影響規(guī)律，便能夠指導(dǎo)制定分布式電源接入配電網(wǎng)的節(jié)能降損措施。文獻REF_Ref10612\r\h[6]理論分析了分布式光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)的影響。文獻REF_Ref10667\r\h[7]REF_Ref10687\r\h[8]建立了理想的分布式電源并網(wǎng)模型，并總結(jié)了配電網(wǎng)網(wǎng)損的計算方法。文獻REF_Ref10739\r\h[9]REF_Ref10746\r\h[10]研究了分布式光伏不同接入容量和不同接入位置對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響。文獻REF_Ref10791\r\h[11]則在文獻REF_Ref10739\r\h[9]REF_Ref10746\r\h[10]的基礎(chǔ)上，定量分析了不同接入容量、不同接入位置以及不同運行方式三種因素對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響。文獻[12-13]以仿真和理論相結(jié)合的方式分析了多接入點分布式光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)的影響。1.3本文主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)本文基于以上研究成果，首先構(gòu)建了理想的分布式光伏并網(wǎng)模型，然后根據(jù)配電網(wǎng)的實際情況，利用MATLAB工具仿真，理論計算配電網(wǎng)并網(wǎng)前后的網(wǎng)損，分析可能會對網(wǎng)損產(chǎn)生影響的因素。之后以IEEE33節(jié)點為例，對配電網(wǎng)網(wǎng)損在不同接入容量、不同運行方式以及不同并網(wǎng)位置三種因素下的變化趨勢進行定量分析，同時通過在不同因素下單獨分析后，對不同的影響因素進行組合分析。在此基礎(chǔ)上結(jié)合之前的研究成果，分析了多個分布式光伏并網(wǎng)下的網(wǎng)損變化規(guī)律。最后根據(jù)以上研究成果，提出了降低配電網(wǎng)網(wǎng)損的解決方案。論文的主要工作及其結(jié)構(gòu)如下：第一章，緒論；闡述了研究背景及意義，對研究現(xiàn)狀進行了大致介紹。第二章，建立了光伏電池的簡化模型，分析了光伏電池的輸出特性，介紹了光伏電站運行模式及其并網(wǎng)方式。通過理論計算分析可能影響配電網(wǎng)網(wǎng)損的各種因素。第三章，分布式光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)網(wǎng)損影響分析；首先通過理論分析光伏并網(wǎng)對網(wǎng)損的影響，再進一步通過仿真驗證理論分析結(jié)果，在單個、多個光伏并網(wǎng)的不同情況下開展仿真分析，得出在不同的條件下光伏并網(wǎng)可能增加網(wǎng)損或可能減少網(wǎng)損的結(jié)論。第四章，基于分布式光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響，給出相應(yīng)的解決對策，以降低網(wǎng)損。最后一章，結(jié)論；針對本文開展的研究工作進行總結(jié)。第2章光伏并網(wǎng)模型分析與理論計算2.1分布式光伏基本工作原理當(dāng)陽光照射在板的界面層上時，能量光子激發(fā)半導(dǎo)體PN中共價鍵的電子，從而形成空穴電子堆，電池電荷的電場將電子和空穴分開，空穴流入P區(qū)，電子流入產(chǎn)生電壓的N區(qū)，并且在電路連接后有電流。界面層吸收的光越多，電路中的電流就越大?；驹砣鐖D2-1所示。圖2-1太陽能電池基本原理固態(tài)P-N結(jié)是太陽能電池單元，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)照明，其標(biāo)稱輸出電壓為0。48V。但是，由于單個芯片的輸出電壓低和容量低，我們將串聯(lián)連接大量的太陽能電池。分布式光伏發(fā)電機的組件分為太陽能電池（組件）、控制器、逆變器。如圖2-2所示。圖2-2光伏陣列2.2分布式光伏并網(wǎng)原則分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)具有控制功能，即控制有功功率和無功功率的能力。它的優(yōu)點是在斷電的情況下有助于使系統(tǒng)恢復(fù)正常運行，并可以防止進一步事故的擴大。如果分布式電源選擇其他要連接到電網(wǎng)的點，則會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性，特別是在連接低壓電網(wǎng)時，應(yīng)注意確保其電源的可用性。2.1光伏系統(tǒng)主要組成光伏發(fā)電是將太陽光能轉(zhuǎn)化為直流電能的過程。光伏電池是光伏發(fā)電的核心部件，由于它對光線的敏感程度非常高，因此成為了最重要的光電轉(zhuǎn)換元件之一。光伏電池主要由多個半導(dǎo)體層構(gòu)成。當(dāng)太陽光照射到光伏電池上時，光能將被吸收，并將產(chǎn)生電子-空穴對，通過電子和空穴的分離和流動REF_Ref10932\r\h[14]，產(chǎn)生直流電流。單個光伏電池的等效電路如下圖圖2-3所示，其主要組成部件為光生電流源、二極管以及串并聯(lián)電阻。在實際應(yīng)用中，光伏發(fā)電通常是將多個光伏電池板串聯(lián)起來，組成光伏陣列REF_Ref10981\r\h[15]，以提高輸出電壓和功率，滿足電力系統(tǒng)的需求。圖2-3光伏電池等效電路當(dāng)光伏電池吸收到一定程度的光照時，在光生伏打效應(yīng)的作用下，電池將產(chǎn)生直流電流。直流電流并不能直接接入配電網(wǎng)，因此光伏系統(tǒng)還需要一個逆變器將直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流，再經(jīng)過升壓變壓器轉(zhuǎn)換，使其電壓達到與配電網(wǎng)相同的電壓等級。光伏系統(tǒng)中逆變器和變壓器是重要的組成部分。一般而言，逆變器有兩種控制形式，第一種是電壓控制型，此種逆變器能保持輸出電壓恒定不變，與配電網(wǎng)的并網(wǎng)節(jié)點可視為PV節(jié)點；第二種是電流控制型，能保持輸出電流恒定不變，其與配電網(wǎng)的并網(wǎng)節(jié)點可視為PI節(jié)點REF_Ref11030\r\h[16]。但在實際中，光伏電源的容量和規(guī)模都較小，只參與功率交換，因此可將光伏并網(wǎng)節(jié)點視為PQ節(jié)點。2.2光伏系統(tǒng)并網(wǎng)方式光伏系統(tǒng)有兩種并網(wǎng)方式，分別為適用于較大容量的專線并網(wǎng)，以及適用于接入較小容量的T接并網(wǎng)。一般以6MW作為光伏電站接入方式的分界線，當(dāng)光伏電站容量達到6WM及以上時，并網(wǎng)方式需采用專線并網(wǎng)，6MW以下則選擇T接并網(wǎng)接入。專線并網(wǎng)的并網(wǎng)節(jié)點一般在不同電壓等級的母線上，其母線的電壓等級與光伏電站的接入容量息息相關(guān)。10KV電壓等級的一般母線并入1-6MW容量大小的光伏電站，35KV電壓等級母線對應(yīng)6-30MW容量大小的光伏電站，110KV電壓等級母線對應(yīng)30MW及以上光伏電站等。T接并網(wǎng)雖只適用于較小容量光伏電站，但其優(yōu)點是并網(wǎng)點位置選擇靈活，既可以在母線上，也可以直接接在靠近負荷側(cè)線路上。兩種并網(wǎng)方式各自的并網(wǎng)示意圖如下圖2-4與2-5所示。圖2-4專線并網(wǎng)圖2-5T接并網(wǎng)在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，一般希望光伏電池以最大功率輸出電能，而要實現(xiàn)這一目標(biāo)，一般會采用最大功率點跟蹤（MPPT）控制，即當(dāng)負載改變時，使光伏電池的輸出功率跟隨變化。但是，由于光伏電池的最大出力受到光照強度以及溫度等外界條件的影響，而這些因素是不可控的，且是隨機的。因此光伏發(fā)電的出力也是不確定的、隨機性和波動性較強的。同時，如果并網(wǎng)后的光伏電源不具有一定的抗干擾能力，在受到干擾后立刻脫網(wǎng)，在擾動結(jié)束后又重新電網(wǎng)，無疑會對電網(wǎng)產(chǎn)生很大的沖擊。因此，并網(wǎng)的光伏電源需要具有應(yīng)對電網(wǎng)電壓或者頻率規(guī)定范圍內(nèi)的波動和運行條件變化的能力。2.3配電網(wǎng)簡化模型理論計算首先將不含有分布式光伏并網(wǎng)的配電系統(tǒng)簡化為變電站、負荷、傳輸線三部分。圖2-6不含有光伏電站的簡化配電系統(tǒng)，設(shè)為模型Ⅰ。若含有分布式光伏并網(wǎng)，則在傳輸線中接入PV，如圖2-7所示，此處設(shè)為模型Ⅱ。假設(shè)模型Ⅰ和Ⅱ線路末端負荷均相等，以Y型連接接入系統(tǒng)且負荷平衡，負荷以相同的功率因數(shù)運行。由于配電網(wǎng)輸電線路較短，因此認為輸電線路電壓處處相等，且電壓大小不受是否接入分布式光伏影響REF_Ref11098\r\h[17]。圖2-6模型Ⅰ圖2-7模型Ⅱ2.3.1分布式光伏接入前負荷接入系統(tǒng)后，會在其輸電線路上產(chǎn)生線路損耗。由功率計算公式可知，當(dāng)線路阻抗一定時，產(chǎn)生損耗的大小取決于流經(jīng)輸電線路的電流大小REF_Ref11147\r\h[18]，因此若要盡可能地減小線路損耗，則應(yīng)減小線路阻抗，或降低線路電流。以上文的模型Ⅰ為例，可推導(dǎo)出線路損耗Loss1的表達式如下：系統(tǒng)的總負荷為：式（2-1）其中：PL為負荷接入的有功功率，單位為W；QL為負荷接入的無功功率，單位為Var。負荷接入的單相電流為：式（2-2）其中：V為系統(tǒng)輸電線路相電壓，單位為V。綜上，對于模型Ⅰ，線路損耗表達式為：式（2-3）其中：r為輸電線路單位長度電阻，單位為Ω/km。2.3.2分布式光伏接入后依據(jù)模型Ⅱ，分布式光伏接入配電網(wǎng)后的輸電線路電流增大，又已知在線路阻抗一定時，電流的增大將導(dǎo)致線路損耗的增加，因此在靠近負荷一側(cè)接入分布式光伏系統(tǒng)可以降低輸電線路電流，以更有效地降低線路損耗。以上文的模型Ⅱ為例，可推導(dǎo)出線路損耗的Loss2的表達式如下：分布式光伏系統(tǒng)接入配電網(wǎng)的單相電流：式（2-4）其中：PPV為分布式光伏系統(tǒng)輸出的有功功率，單位為W；QPV為分布式光伏系統(tǒng)輸出的無功功率，單位為Var。在配電網(wǎng)接入分布式光伏系統(tǒng)后，接入點之前靠近變電站一側(cè)的線路電流并未發(fā)生變化，仍為接入之前的線路電流，設(shè)此段的線路損耗為Loss3。接入點之后靠近負荷一側(cè)的線路電流發(fā)生變化，其變化后的電流為接入之前的電流與分布式光伏接入配電網(wǎng)電流之和。線路電流變化，對應(yīng)的線路損耗隨之變化，設(shè)光伏接入點到負荷這一段的線路損耗為Loss4，總的線路損耗為Loss3與Loss4之和。對于分布式光伏接入前到變電站的這一段線路，電流IL并未發(fā)生變化，因此這一段線路的網(wǎng)損相較于接入前并未發(fā)生變化，僅線路長度由全長L變?yōu)閰^(qū)間長度l1，因此此段線路的網(wǎng)損為：式（2-5）由上文模型Ⅱ可知：式（2-6）所以光伏接入點到負荷段的線路損耗為：式（2-7）所以整條線路總的損耗為：式（2-8）所以可得光伏并網(wǎng)之后網(wǎng)損的變化量為：式（2-9）由上式可以看出，分布式光伏并網(wǎng)后，網(wǎng)損既有可能增大，也有可能減小。當(dāng)ΔLoss大于零時，配電網(wǎng)網(wǎng)損增大，當(dāng)ΔLoss小于零時，配電網(wǎng)網(wǎng)損減小。選取適當(dāng)?shù)慕尤雲(yún)?shù)不僅可以防止網(wǎng)損增大，更有可能進一步降低網(wǎng)損，實現(xiàn)節(jié)能降損。接下來進一步計算網(wǎng)損的變化率：式（2-10）關(guān)于光伏系統(tǒng)發(fā)出的無功功率QPV，可展開表示為：式（2-11）光伏發(fā)電系統(tǒng)可以以三種不同的運行方式運行，其運行方式與上式中n的取值有關(guān)，當(dāng)n取1時，功率因數(shù)滯后，光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出無功功率；當(dāng)n取0時，功率因數(shù)超前，光伏發(fā)電系統(tǒng)吸收無功功率REF_Ref11229\r\h[19]。由此可見，不同的系統(tǒng)運行方式會影響光伏系統(tǒng)的無功功率QPV，進而對系統(tǒng)的網(wǎng)損變化產(chǎn)生影響。再結(jié)合之前得出的關(guān)于網(wǎng)損變化的表達式，可以得出網(wǎng)損的變化還與光伏接入電網(wǎng)的容量，以及l(fā)1的長度，即光伏接入的位置有關(guān)。因此下文將從光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入位置、接入容量、以及不同的運行方式三個方面，研究分布式光伏并網(wǎng)對網(wǎng)損的影響。第3章光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響研究本文將參考IEEE33節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)配電系統(tǒng)，使用MATLAB對配電網(wǎng)進行仿真計算。其中共含有4條饋線，平衡節(jié)點1個，為1號節(jié)點，其余并網(wǎng)節(jié)點均認為是PQ節(jié)點，拓撲結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。IEEE33節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)來源于文獻REF_Ref11278\r\h[20]。圖3-1標(biāo)準(zhǔn)IEEE33節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)配電系統(tǒng)拓撲圖3.1單個光伏接入配電網(wǎng)單個光伏系統(tǒng)并入配電網(wǎng)需考慮接入位置、接入容量以及系統(tǒng)運行方式對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響，下文將結(jié)合饋線1上各節(jié)點對以上三個因素進行定量分析，探究各個因素對配電網(wǎng)網(wǎng)損大小的具體影響。3.1.1接入位置分布式光伏并網(wǎng)的位置對配電網(wǎng)的網(wǎng)損影響較大，以饋線一為例，1號節(jié)點緊鄰變電站側(cè)，18號節(jié)點緊鄰負荷側(cè)，對1-18號節(jié)點分別進行仿真計算，模擬并網(wǎng)位置由靠近發(fā)電側(cè)逐步向負荷側(cè)轉(zhuǎn)移的過程。其中功率因數(shù)設(shè)置為1，光伏接入容量設(shè)置為饋線總負荷的10%，仿真結(jié)果如圖3-2所示：圖3-2光伏接入總負荷10%情況下時不同接入位置對網(wǎng)損的影響變化曲線圖中橫坐標(biāo)為接入節(jié)點號，節(jié)點號越小表示越靠近變電側(cè)，節(jié)點號越大表示越靠近負荷側(cè)，縱坐標(biāo)為配電網(wǎng)網(wǎng)損大小。從圖中可以明顯看出，隨著接入位置越來越向負荷側(cè)移動，配電網(wǎng)網(wǎng)損逐漸減小。因此在該接入容量下，接入位置越靠近負荷一側(cè)，配電網(wǎng)網(wǎng)損越小，越有利于節(jié)能降損?，F(xiàn)將光伏接入容量調(diào)整為饋線總負荷的30%，仿真研究在該接入容量下網(wǎng)損隨接入位置的變化規(guī)律。其仿真結(jié)果如圖3-3所示：圖3-3光伏接入總負荷30%情況下時不同接入位置對網(wǎng)損的影響變化曲線區(qū)別于10%接入容量下的網(wǎng)損變化，在30%饋線總負荷的接入容量下，配電網(wǎng)網(wǎng)損先隨著接入點向負荷側(cè)的移動不斷減小，但在15節(jié)點左右達到最小值，之后小幅反彈上升。在15至18節(jié)點之間均保持較低水平。此時若要達到最佳運行狀態(tài)，則需將接入點從負荷側(cè)小幅向變電站的移動。現(xiàn)在將光伏接入容量調(diào)整為饋線總負荷的50%，繼續(xù)研究在該接入容量下網(wǎng)損隨接入位置的變化規(guī)律。其仿真結(jié)果如下圖3-4所示：圖3-4光伏接入總負荷50%情況下時不同接入位置對網(wǎng)損的影響變化曲線由圖3-4所示，在接入50%的總饋線容量情況下，最小網(wǎng)損點繼續(xù)前移，至節(jié)點13左右，在節(jié)點13后，越靠近負荷側(cè)接入，網(wǎng)損升高越明顯，但仍保持較低水平。繼續(xù)調(diào)整光伏發(fā)電接入容量，分別調(diào)整至占饋線總負荷的75%和100%，仿真結(jié)果如圖3-5、3-6所示，在75%的接入容量占比下，網(wǎng)損最小的最佳接入點前移至11節(jié)點左右，9節(jié)點至13節(jié)點配電網(wǎng)網(wǎng)損均保持在較低水平，13節(jié)點后網(wǎng)損上升幅度顯著增大。在100%的接入容量下，饋線一負荷消耗均由光伏系統(tǒng)提供，此狀態(tài)下最佳接入點為8節(jié)點左右，6-12節(jié)點接入時，網(wǎng)損均處在較低水平，12節(jié)點后網(wǎng)損開始顯著上升，不適合作為節(jié)能降損的理想接入點。圖3-5光伏接入總負荷75%情況下時不同接入位置對網(wǎng)損的影響變化曲線圖3-6光伏接入總負荷100%情況下時不同接入位置對網(wǎng)損的影響變化曲線將10%、30%、50%、75%、100%五種接入容量下的網(wǎng)損變化圖像合并如圖3-7所示?？梢钥闯觯?dāng)接入容量較小時，越靠近負荷側(cè)接入，線路整體的網(wǎng)損越小，線路末端靠近負荷側(cè)最適合作為接入點。當(dāng)接入容量占比提高時，整體的網(wǎng)損變化均呈現(xiàn)出先減小后增大的拋物線形，區(qū)別在于隨著接入容量占比的提高，網(wǎng)損最小的接入點不斷從末端負荷側(cè)向前移動，在接入容量占比達到最高100%時，網(wǎng)損最小的最佳接入點基本位于線路中間。此外隨著接入容量的增加，配電網(wǎng)最小網(wǎng)損在逐漸降低，更有利于節(jié)能降損的實現(xiàn)。圖3-7不同光伏接入總負荷情況下接入位置對網(wǎng)損的影響變化曲線綜上所述，光伏的并網(wǎng)位置不同的確會對配電網(wǎng)網(wǎng)損的大小產(chǎn)生影響。但光伏系統(tǒng)的最佳并網(wǎng)位置又受光伏并網(wǎng)容量占系統(tǒng)負荷比例的影響，當(dāng)接入光伏容量占比較低時，應(yīng)盡可能選擇線路末端靠近負荷側(cè)的位置作為接入點，當(dāng)接入容量占負荷比例較高時，應(yīng)盡量選擇配電網(wǎng)中間位置作為接入點。此外，結(jié)合接入容量對負荷消耗占比越高，系統(tǒng)最小網(wǎng)損則越小的特點，若以最大限度降低配電網(wǎng)網(wǎng)損為最終目標(biāo)，則應(yīng)以高容量占比接入配電網(wǎng)。3.1.2接入容量光伏電站并網(wǎng)的接入容量也直接影響配電網(wǎng)網(wǎng)損的大小。以饋線一作為仿真對象，選取節(jié)點4、節(jié)點9、節(jié)點14分別模擬光伏電站并網(wǎng)在線路總長的25%、50%、75%處。再依次改變光伏電站接入容量占系統(tǒng)負荷的比值，比值設(shè)置值為0.1-2.0，間隔0.1遞增。假設(shè)光伏電站運行的功率因數(shù)為1.0，研究不同并網(wǎng)位置下，光伏接入容量不同對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響。仿真結(jié)果如圖3-8所示。圖3-8不同并網(wǎng)位置下接入容量占比對網(wǎng)損的影響變化曲線上圖中，縱坐標(biāo)為網(wǎng)損大小，橫坐標(biāo)代表并網(wǎng)容量占比從0.1-2.0依次遞增。由圖可得，無論從何位置接入配電網(wǎng)，當(dāng)光伏接入容量占比較低時，增加光伏并網(wǎng)的功率均有明顯降低配電網(wǎng)網(wǎng)損的效果。但是當(dāng)接入容量占比達到一定程度時，網(wǎng)損的變化將出現(xiàn)拐點。接入位置越靠近負荷一側(cè)，拐點出現(xiàn)所對應(yīng)的接入容量占比越低，且出現(xiàn)拐點后網(wǎng)損的增長越顯著。此外，當(dāng)光伏電站的并網(wǎng)容量占比在一定范圍內(nèi)時，并網(wǎng)位置越接近線路中點，越有利于網(wǎng)損的降低。綜上所述，光伏電站的接入容量對負荷占比大小的不同直接影響配電網(wǎng)網(wǎng)損的大小。整體上隨著接入容量占比的增大，網(wǎng)損呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢。但不同的接入位置下，網(wǎng)損的最低點也存在差異，因此若要盡可能降低接入容量大小不同影響下的配電網(wǎng)網(wǎng)損，應(yīng)參考實際的接入位置選擇最適合的接入容量。3.1.3運行方式光伏電站的運行方式也會對配電網(wǎng)網(wǎng)損產(chǎn)生影響。具體而言指的是光伏電源輸出的功率因數(shù)cosφ，當(dāng)cosφ為大于零小于一的正值時，系統(tǒng)的運行方式是滯后的；當(dāng)cosφ為大于零小于一的負值時，系統(tǒng)為超前運行方式運行。為了研究功率因數(shù)不同對配電網(wǎng)網(wǎng)損造成的影響，設(shè)置光伏電站并網(wǎng)的功率因數(shù)分別為0.9、1.0、-0.9，以模擬并網(wǎng)系統(tǒng)在滯后、正常、超前三種運行方式下配電網(wǎng)網(wǎng)損的變化趨勢。以饋線一作為仿真對象，選取節(jié)點4、節(jié)點9、節(jié)點14分別模擬光伏電站并網(wǎng)在線路總長的25%、50%、75%處，分別進行仿真計算。以防止不同位置下，運行方式不同對配電網(wǎng)網(wǎng)損造成的影響不同。仿真結(jié)果如圖3-9、3-10、3-11所示。圖3-9節(jié)點4并網(wǎng)下不同功率因數(shù)對網(wǎng)損的影響變化曲線圖3-10節(jié)點9并網(wǎng)下不同功率因數(shù)對網(wǎng)損的影響變化曲線圖3-11節(jié)點14并網(wǎng)下不同功率因數(shù)對網(wǎng)損的影響變化曲線上圖中縱坐標(biāo)表示網(wǎng)損大小，橫坐標(biāo)由小到大代表光伏輸出功率相較于負荷之比由0.1遞增至2.0。由圖3-9、3-10、3-11可得，無論接入點的位置如何，光伏輸出功率相較于負荷占比大小如何。功率因數(shù)超前的降損效果要明顯好于功率因數(shù)正常時的降損效果。在功率因數(shù)滯后的狀態(tài)下并網(wǎng)對網(wǎng)損的降低效果較差，且當(dāng)光伏接入占比提高時，系統(tǒng)網(wǎng)損增加幅度明顯。配電網(wǎng)中的負荷相當(dāng)于感性負載，此狀態(tài)下光伏電站不僅不能向負荷提供無功，自身還會消耗額外的感性無功，增加了電網(wǎng)的無功傳輸，導(dǎo)致降損效果最差；當(dāng)功率因數(shù)超前時，光伏向配電網(wǎng)輸送無功功率，減小了電網(wǎng)的無功傳輸，減損效果最為顯著。此外，從仿真結(jié)果圖中也不難看出，在不同運行方式下，網(wǎng)損隨接入容量占比的變化曲線大體上呈現(xiàn)先降低后升高的U形曲線。這是因為當(dāng)并網(wǎng)容量過大時，光伏系統(tǒng)會向電網(wǎng)提供多余無功功率，此部分多余的無功向系統(tǒng)傳送，反而會增大無功的傳送距離，使網(wǎng)損增大。綜上所述，光伏電站并網(wǎng)時，最好選擇超前運行方式，在提供有功功率的同時還能對系統(tǒng)提供無功支撐，在降低配電網(wǎng)網(wǎng)損方面十分有效。3.2多個光伏接入配電網(wǎng)考慮到分布式光伏并網(wǎng)實際情況，需考慮多個光伏同時并網(wǎng)下的網(wǎng)損變化情況。針對多個光伏多點接入配電網(wǎng)的情況，在該章節(jié)中將分別從光伏并網(wǎng)方式不同、光伏接入位置不同和光伏接入數(shù)量不同這三種情況進行定量分析，研究多個光伏同時并網(wǎng)時的網(wǎng)損變化。3.2.1不同方式光伏電源并網(wǎng)多個分布式光伏同時并網(wǎng)主要分為分散接入和集中接入兩種并網(wǎng)方式。假設(shè)兩種并網(wǎng)方式下光伏并網(wǎng)總的輸出功率相等，分布式光伏并網(wǎng)的數(shù)目相等，定量分析并網(wǎng)方式不同對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響。具體到仿真實驗，假設(shè)共有三個分布式光伏同時并網(wǎng)，分別設(shè)置為饋線一上的4號、9號、14號節(jié)點，以模擬在線路總長的25%、50%、75%位置處并網(wǎng)，且每個光伏接入容量相等。在分散接入電網(wǎng)以及集中接入電網(wǎng)兩種并網(wǎng)方式下，不斷提高光伏并網(wǎng)容量占比，研究不同并網(wǎng)方式下的網(wǎng)損變化情況。仿真結(jié)果如圖3-12所示。圖3-12并網(wǎng)總功率相等時并網(wǎng)方式不同對網(wǎng)損的影響變化曲線圖3-12中，縱坐標(biāo)為網(wǎng)損大小，橫坐標(biāo)代表并網(wǎng)容量占比從0.1-2.0依次遞增。由圖可得，當(dāng)分布式光伏總輸出功率占負荷比重較低時，兩種并網(wǎng)方式均能夠有效降低配電網(wǎng)損耗。隨著光伏電源輸出功率占負荷比重的提高，光伏集中接入線路首端靠近電源側(cè)時，網(wǎng)損依然不斷減小，但減小的程度有限；光伏集中接入線路末端靠近負荷側(cè)時，網(wǎng)損則出現(xiàn)較大幅度反彈。光伏集中接入在線路中央也能有效降低損耗，但效果不如分散接入明顯。綜上所述，光伏集中接入對配電網(wǎng)的降損效果不如分散接入明顯。因此，在多個分布式光伏同時并網(wǎng)的情況下，為了有效降低網(wǎng)絡(luò)損耗，應(yīng)盡可能選擇分散接入方式并網(wǎng)。3.2.2不同數(shù)量光伏電源并網(wǎng)本小節(jié)主要研究不同數(shù)量的光伏電源并網(wǎng)對網(wǎng)損產(chǎn)生的影響。首先確認光伏總的接入數(shù)量n為變量，規(guī)定所有并網(wǎng)的光伏電源總輸出功率為定值s。為了簡化計算，假設(shè)n個光伏電源所發(fā)出的功率相等，因此可得單個光伏并網(wǎng)發(fā)出的功率為s/n。按分布式光伏并網(wǎng)的相關(guān)規(guī)定，10KV電壓等級下的單個分布式光伏并網(wǎng)，其并網(wǎng)容量限制不得小于1MW且不得大于6MW。為了得到更為全面的對比結(jié)果，此次忽略該限制條件。具體到并網(wǎng)數(shù)量的選擇上，從2個分布式光伏并網(wǎng)開始，逐步增加并網(wǎng)數(shù)量，設(shè)置2、3、4、5四個并網(wǎng)數(shù)量進行分析。假設(shè)采用分散接入的并網(wǎng)方式，通過分布式光伏總的輸出功率對負荷占比不斷提高，仿真得出在不同的并網(wǎng)數(shù)量下，配電網(wǎng)網(wǎng)損隨接入容量大小的變化趨勢。具體仿真結(jié)果如圖3-13所示。圖3-13并網(wǎng)總功率相等時并網(wǎng)光伏數(shù)量不同對網(wǎng)損的影響變化曲線圖3-13中，縱坐標(biāo)為網(wǎng)損大小，橫坐標(biāo)代表并網(wǎng)容量占比從0.1-2.0依次遞增。由上圖可以看出，網(wǎng)損隨接入負荷占比的變化總體呈先減小后增大的U形。但在光伏輸出占比小于1的區(qū)間內(nèi)，隨著輸出占比的提高，網(wǎng)損均處在下降趨勢。這說明在分散接入的前提下，分布式光伏并網(wǎng)的數(shù)量越多，越有利于降低整體的線路損耗。當(dāng)光伏輸出占比過高時，網(wǎng)損出現(xiàn)反彈，這是由于大量多余的功率未被用戶側(cè)吸收，轉(zhuǎn)而向電網(wǎng)輸送，增大了輸送距離，導(dǎo)致?lián)p耗增加。綜上所述，結(jié)合上一小節(jié)的內(nèi)容，多個分布式光伏同時并網(wǎng)時，首先應(yīng)選擇分散接入的并網(wǎng)方式以降低網(wǎng)損。其次應(yīng)使光伏電源數(shù)量盡可能能多的分散接入在配電網(wǎng)。但應(yīng)注意所有光伏并網(wǎng)輸出的總功率不宜超過系統(tǒng)總負荷，以防止潮流逆向流動，導(dǎo)致網(wǎng)損增加。3.2.3不同位置光伏電源并網(wǎng)多個光伏并網(wǎng)時的并網(wǎng)位置也會對配電網(wǎng)網(wǎng)損產(chǎn)生影響。為研究多個光伏并網(wǎng)位置不同對網(wǎng)損的影響，設(shè)置三組處在線網(wǎng)不同位置的光伏組合。以饋線一為仿真對象，其中設(shè)置節(jié)點3、節(jié)點4、節(jié)點5組成組合一，模擬多個光伏在線路首端靠近電源側(cè)并網(wǎng)；設(shè)置節(jié)點8、節(jié)點9、節(jié)點10組成組合二，模擬在多個光伏線路中間部分并網(wǎng)；設(shè)置節(jié)點13、節(jié)點14、節(jié)點15組成組合三，模擬多個光伏在線路末端靠近負荷側(cè)并網(wǎng)。此外，依次調(diào)整分布式光伏并網(wǎng)容量占比，研究不同組合并網(wǎng)位置下，配電網(wǎng)網(wǎng)損隨不同接入容量比例的變化規(guī)律。具體的仿真結(jié)果如圖3-14所示。圖3-14并網(wǎng)總功率相等時多個光伏位置不同對網(wǎng)損的影響變化曲線上圖中，縱坐標(biāo)為網(wǎng)損大小，橫坐標(biāo)代表并網(wǎng)容量占比從0.1-2.0依次遞增。由上圖可以看出，三種組合下的并網(wǎng)位置均能產(chǎn)生降低網(wǎng)損的效果。當(dāng)并網(wǎng)位置選擇在線路首端靠近電源一側(cè)時，系統(tǒng)網(wǎng)損隨著接入容量占比的增大而不斷減小，但網(wǎng)損的降低幅度較小。當(dāng)并網(wǎng)位置選擇在線路中部時，網(wǎng)損降低幅度較大，且在光伏并網(wǎng)輸出總功率增大到等于系統(tǒng)總負荷之前，網(wǎng)損均處在不斷減小狀態(tài)。當(dāng)并網(wǎng)位置選擇在線路末端靠近負荷一側(cè)時，網(wǎng)損隨接入容量增大而降低的效果最為明顯，但拐點出現(xiàn)過早，并網(wǎng)容量超過一定的比例后，網(wǎng)損會出現(xiàn)反彈。因光伏發(fā)電存在不穩(wěn)定因素，在此位置并網(wǎng)可能不利于對網(wǎng)損最大限度的降低。綜上所述，結(jié)合光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，三種位置降低網(wǎng)損效果的顯著程度等因素。當(dāng)分布式光伏輸出功率占系統(tǒng)總負荷比例較低時，選擇線路中部接入或線路末端接入均能在降低網(wǎng)損方面產(chǎn)生不錯效果。當(dāng)光伏輸出功率占系統(tǒng)總負荷比例較高時，應(yīng)盡量選擇線路中間接入電網(wǎng)。參考光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，在線路中部位置并網(wǎng)是更為合適穩(wěn)妥的選擇。第4章降低配電網(wǎng)網(wǎng)損對策分析對于降低配電網(wǎng)網(wǎng)損的方法和對策，一般可從技術(shù)手段和經(jīng)濟手段兩方面入手。技術(shù)上的對策一般包括增加導(dǎo)線截面積、減小供電半徑、合理選擇分布式光伏的接入位置、進行無功優(yōu)化補償?shù)取＝?jīng)濟方面的對策有對光伏并網(wǎng)電量進行引導(dǎo)，以及對用戶用電時段進行引導(dǎo)等。4.1技術(shù)對策（1）增加導(dǎo)線截面積。由導(dǎo)線的電阻表達式R=PL/S可知，增加截面積S能夠減小線路電阻，從而減小線路的損耗。而根據(jù)電阻計算公式可知，線路截面積越大，電阻越小，損耗也越小，但是導(dǎo)線的截面積越大也意味著成本越高，一味地增加截面積只會導(dǎo)致投資成本的增加大于能夠收獲的利益，得不償失。因此，在確定線路截面積時必須充分考慮當(dāng)?shù)氐呢摵涩F(xiàn)狀以及發(fā)展情況，以達到最大的利益。（2）減小供電半徑。由導(dǎo)線的電阻表達式知減小線路電阻的另一條途徑是減小線路長度L，所以通過對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的改進和優(yōu)化，減小供電半徑，能夠有效達到降低損耗的目的。相關(guān)資料表明，供電半徑較長在我國低壓和中壓配電網(wǎng)中是一個一直存在的問題。因此有必要對配電網(wǎng)的供電半徑進行優(yōu)化。（3）合理選擇分布式光伏的接入位置。當(dāng)接入光伏容量占比較低時，應(yīng)盡可能選擇線路末端靠近負荷側(cè)的位置作為接入點，當(dāng)接入容量占負荷比例較高時，應(yīng)盡量選擇配電網(wǎng)中間位置作為接入點。當(dāng)多個分布式光伏同時并網(wǎng)時，應(yīng)做到在電網(wǎng)的不同位置分散接入，以盡可能實現(xiàn)光伏并網(wǎng)自發(fā)自用、就地消納。（4）無功優(yōu)化補償。配電線路中最普遍的元件包括配電線路、變壓器、電動機等，而這些元件一般都是感性的，所以配電網(wǎng)通常工作于感性區(qū)域。配電線路的感性元件除了需要消耗有功功率外，還要吸收無功功率。如果這些感性元件吸收的無功功率過大，導(dǎo)致系統(tǒng)無功不足，引起系統(tǒng)電壓降低，進一步導(dǎo)致系統(tǒng)有功損耗的增加。為解決這一問題，一方面可以增加系統(tǒng)無功的出力，另一方面可以就地進行容性無功補償，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。其中無功補償具有實施簡單、成本較低等優(yōu)點，在配電網(wǎng)中運用廣泛。假設(shè)補償前后系統(tǒng)的功率因數(shù)分別為cosQ1和cosQ2，同時認為系統(tǒng)有功功率P和電壓U是固定不變的，則可得到通過無功補償措施系統(tǒng)降低的損耗表達式為：式（4-1）取補償前后的功率因數(shù)值分別為0.85和0.95，代入式（4-1）計算得到系統(tǒng)損耗能夠減小了19.94%，由此可見該方法的有效性。（4）優(yōu)化配變?nèi)萘颗渲?。如前文所述變壓器的負載大小會影響其損耗，根據(jù)大量運行數(shù)據(jù)表明，變壓器負載率在40%至75%的區(qū)間內(nèi)運行效率最高，電能損耗最小，因此這一范圍也被稱為經(jīng)濟運行區(qū)。當(dāng)變壓器負載率低于30%或超過85%時，損耗都會大大增加。整體而言，變壓器損耗隨負載率變化的規(guī)律如圖4-1所示，這表明通過合理的優(yōu)化配置使變壓器運行在經(jīng)濟運行區(qū)，是降低變壓器損耗的一個有效手段。圖4-1變壓器損耗與負載率之間的關(guān)系曲線4.2經(jīng)濟對策對分布式光伏并網(wǎng)電量進行引導(dǎo)。由于分布式光伏在不同地區(qū)的發(fā)展情況有一定區(qū)別，且發(fā)電能力受太陽能資源多少的影響。因此為保持光伏并網(wǎng)容量不發(fā)生較大變化，應(yīng)以光伏電站的總發(fā)電量為參考給予不同的經(jīng)濟補貼。以最大限度保證光伏并網(wǎng)能產(chǎn)生最佳經(jīng)濟效益。對用戶用電時間段進行引導(dǎo)。常規(guī)的地區(qū)日負荷變化情況表現(xiàn)為白天負荷消耗大，夜晚負荷消耗小。系統(tǒng)負荷的頻繁高低變化，會使光伏并網(wǎng)的最佳接入容量也發(fā)生變化，因此應(yīng)盡可能減小負荷波動。采取峰谷分時電價可以有效對用戶用電的時間段進行引導(dǎo)，降低地區(qū)總的日負荷波動，以盡可能保持光伏并網(wǎng)處在最佳經(jīng)濟狀態(tài)。峰谷電價的調(diào)整，根據(jù)山東省物價局、經(jīng)信委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于居民峰谷分時電價政策有關(guān)事項的通知》自2017年11月1日起，在全省范圍內(nèi)實行居民生活用電峰谷分時電價政策是?！坝秒姺宥螢?:00至22:00；用電谷段為22:00至次日8:00。對于城鄉(xiāng)居民來說，在現(xiàn)行階梯電價標(biāo)準(zhǔn)上，第一檔峰段電價每千瓦時提高0.03元，谷段電價每千瓦時降低0.17元，即第一檔峰、谷電價為0.5769元、0.3769元。第二、三檔峰段電價分別在第一檔峰、谷電價基礎(chǔ)上加價0.05元、0.3元”。除居民生活用電外，根據(jù)用電規(guī)模、用電性質(zhì)的不同，基礎(chǔ)電價不同，峰谷分時電價如表4-1所示。表4-1工商業(yè)分時電價表時段時間累計時間(小3588從以上規(guī)定可以看出，白天分布式光伏發(fā)電功率較高的時段，一般執(zhí)行高峰電價甚至是尖峰電價，因此，部分用戶選擇低谷時段用電，這就導(dǎo)致用電高峰與分布式光伏發(fā)電高峰不一致。從技術(shù)手段可以安裝儲能裝置，降低配電線路損耗。而從經(jīng)濟方面可以從引導(dǎo)用戶改變用電時段使用電負荷與分布式光伏發(fā)電功率契合，以及引導(dǎo)發(fā)電用戶發(fā)展存儲裝置引導(dǎo)發(fā)電用戶削峰填谷兩方面予以引導(dǎo)。引導(dǎo)用戶改變用電時段方面，對于分布式光伏接入容量較大的配電線路，可以改變分時電價政策，分布式光伏發(fā)電與用戶用電反向配置，即分布式光伏發(fā)電高峰用戶用電實行低谷電價；而分布式光伏發(fā)電低谷戶用電實行高峰電價。用戶用電時段調(diào)整前后與分布式光伏發(fā)電功率對比如圖4-2所示。圖4-2用電負荷調(diào)整前后與分布式光伏發(fā)電功率對比圖從圖4-2可以看出，用戶用電時段調(diào)前后，用戶負荷與分布式光伏發(fā)電功率契合度大幅提高，可以有效降低配電網(wǎng)網(wǎng)損。引導(dǎo)發(fā)電用戶發(fā)展存儲裝置方面，2018年7月2日，國家發(fā)改委印發(fā)《關(guān)于創(chuàng)新和完善促進綠色發(fā)展價格機制的意見》，明確指出加大峰谷電價實施力度，運用價格信號引導(dǎo)電力削峰填谷，利用峰谷電價差、輔助服務(wù)補償?shù)葯C制，促進儲能發(fā)展。這就意味著，儲能峰谷價差套利模式獲得官方認可。山東省經(jīng)信委、物價局制定印發(fā)了《關(guān)于開展電力需求響應(yīng)市場試點工作的通知》，提出“將通過經(jīng)濟激勵政策，采用負荷管控措施，調(diào)節(jié)電網(wǎng)峰谷負荷，削峰填谷緩解供需矛后”,用經(jīng)濟手段引導(dǎo)用戶使其將自天分布式光伏剩余發(fā)電量儲存，在夜間該線路用電時予以釋放，使發(fā)電功率(電能存儲裝置釋放功率)與負荷相匹配，減少線路損耗。

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)仿真5.1仿真模型該仿真包括電池，BOOST升壓電路，單相全橋逆變電路，PV模塊，電壓電流雙閉環(huán)控制部分：應(yīng)用MPPT技術(shù)，提高光伏發(fā)電的利用效率。采用PI調(diào)節(jié)方式進行閉環(huán)控制，采用定步長擾動觀測法，對最大功率點進行跟蹤，可以很好的提高發(fā)電效率和實現(xiàn)并網(wǎng)要求。模型如圖5-1所示。圖5-1光伏并網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型圖5-2MPPT控制仿真模型圖MPPT控制仿真模型如圖5-2所示，MPPT控制器動態(tài)調(diào)整光伏陣列的工作電壓和電流，確保其在不同光照和溫度條件下都能工作在最佳狀態(tài)。它通過實時監(jiān)測光伏電池的輸出電壓和電流，計算出當(dāng)前的輸出功率，并與前一時刻的輸出功率進行比較。然后根據(jù)功率與占空比的關(guān)系，調(diào)整脈寬調(diào)制信號(PWM)的占空比，從而改變光伏電池的負載，使其向最大功率點靠近。5.2主要程序段說明圖5-3光伏并網(wǎng)主程序輸入需要的參數(shù)，得到光伏陣列的電壓和電流，計算出功率，隨后設(shè)定并網(wǎng)功率和電壓，根據(jù)并網(wǎng)調(diào)控策略進行控制，顯示出結(jié)果。圖5-4子程序在圖5-4代碼中，首先設(shè)置了光伏電池的參數(shù)，包括光伏電流、反向飽和電流、串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻等。然后，計算了在不同輸出電壓下的輸出電流，并繪制了輸出特性曲線。5.3仿真結(jié)果在圖5-1整個仿真模型中包含了PV模塊、MPPT模塊、PWM模塊和DC/DC變換器模塊。PV模塊的輸入是環(huán)境溫度T和光照R，輸出接口接的Boost變換器。而MPPT模塊是在不停的檢測光伏陣列的電壓V和電流I，通過MPPT計算方法計算出輸出給定電壓值Vref。PWM模塊的作用就是將給定電壓值Vref和三角波信號進行比較，輸出控制開關(guān)管的PWM信號波，改變光伏陣列工作電壓，從而使光伏陣列工作在最大功率點附近。當(dāng)輻照強度為1KW/m2,環(huán)境溫度為25℃時，系統(tǒng)最大功率仿真結(jié)果如圖5-5所示：圖5-5光伏陣列輸出參數(shù)圖5-6并網(wǎng)電壓圖5-7并網(wǎng)電流圖5-6，圖5-7表明在系統(tǒng)啟動階段，并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓反相并且數(shù)值較大，這是由于逆變器直流電壓沒有達到設(shè)定值，需要充電電流，在逆變器直流電壓超出設(shè)定值后，逆變器輸出電流又大于設(shè)定值，逆變器充電電流減少，且在0.2s輸出電流穩(wěn)定，并且并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電流同頻同相。結(jié)論與展望隨著光伏組件成本的不斷降低，以及光伏電池發(fā)電效率的不斷提升，光伏發(fā)電成本逐漸下降，越來越多分布式光伏接入配電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電，給配電網(wǎng)的網(wǎng)損帶來了一定的影響。分布式光伏更靠近負荷側(cè)，會使網(wǎng)損降低，此外多個光伏的并網(wǎng)位置、輸出功率大小、運行功率因數(shù)等因素也對網(wǎng)損產(chǎn)生直接的影響。而配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行水平高低主要體現(xiàn)在網(wǎng)損率的大小，因此本文開展分布式光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)網(wǎng)損的影響研究，通過理論推導(dǎo)、仿真分析，得出了以下結(jié)論：分布式光伏一般通過T接方式并網(wǎng)于10kV配電網(wǎng)上，其并網(wǎng)位置、輸出功率大小、功率因數(shù)等因素均對網(wǎng)損大小產(chǎn)生了直接影響，并網(wǎng)位置越靠近負荷中心網(wǎng)損越??；光伏輸出功率大小對網(wǎng)損的影響與該輸出對負荷的比例相關(guān)，呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢；功率因數(shù)對網(wǎng)損的影響與負荷特性有關(guān)，在感性負荷占多的電網(wǎng)中，光伏輸出的功率因數(shù)超前產(chǎn)生的網(wǎng)損比滯后更小。在多個分布式光伏同時并網(wǎng)時，并網(wǎng)的光伏電源數(shù)量越多，分布越分散，越有利于降低網(wǎng)損。通過本課題的研究，可以發(fā)現(xiàn)分布式光伏并網(wǎng)給配電網(wǎng)網(wǎng)損大小帶來了重要的影響。其中不同因素對網(wǎng)損的影響比較復(fù)雜，不過從整體上而言在光伏輸出功率小于負荷的情況下降低了整個配電網(wǎng)的損耗。但由于分布式光伏的安裝規(guī)模與安裝位置受諸多因素的限制，不能將其納入配電網(wǎng)的綜合規(guī)劃過程中，而且光伏并網(wǎng)位置與負荷分布的不對稱性較難協(xié)調(diào)，因此隨著越來越多分布式光伏的并網(wǎng)，其產(chǎn)生的影響也是動態(tài)變化的，還需要進一步加強研究。

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