含分布式电源的配电网谐波潮流计算.pdf

在当今的电力系统中，分布式电源（DG）的引入日益增多，其中包括了微型燃气轮机、燃料电池、太阳能光伏电池和风力发电装置等。这些分布式电源因为其在经济、环保、电力安全性、可靠性和满足用户多样化需求方面的优势，受到了广泛的应用。然而，大多数分布式电源由于需要通过电力电子器件进行电能形式的转换，故而可能向电网注入谐波电流，造成谐波污染。因此，对电网谐波分析的影响进行研究，对DG的发展和应用具有重要意义。 配电网潮流计算主要关注电网中各支路的谐波电流和节点的谐波电压的分布情况，以及谐波畸变的程度。这是谐波研究的基础。而谐波潮流计算方法则可以分为时域仿真法和频域分析法。时域仿真法直接模拟电网实际运行状况，适用于复杂电网和非线性负载的谐波分析。频域分析法基于基波潮流结果，对电网中的非线性设备进行谐波源建模，然后利用谐波阻抗或导纳矩阵进行谐波潮流计算，适用于简单网络和特定频率下的谐波分析。 含分布式电源的配电系统从放射状无源网络变为分布有中小型电源的有源网络，改变了系统潮流的特性。传统的配电网潮流算法主要有牛顿法、母线类法和前推回代法。前推回代法因其易于编程和计算效率高而被广泛应用于单电源辐射状网络。但这种算法处理多电源系统、包含PV节点的网络时存在不足。针对这些问题，研究人员对前推回代潮流算法进行了改进，提出了多种改进算法，其中，通过解耦算法对配网谐波潮流进行计算的方法，被证明能够有效处理含有多个不同非线性特性的谐波源系统。 解耦算法通过将非线性负载模型与线性负载模型分离开来，降低了谐波潮流计算的复杂性，使算法具有较快的运算速度。这种方法特别适用于系统中存在多个非线性负载的情况。通过这样的方法，可以更加准确地模拟和分析配电网中谐波的分布情况，评估谐波对电网运行的影响，进而为谐波抑制提供有效的技术手段。 在文章中提到的仿真计算，使用了33节点链式配电网的例子。通过建立DG的谐波计算模型，并对DG接入理想配电网后谐波电压畸变情况进行理论推导，仿真结果验证了计算模型和理论分析的正确性。这为配电网中DG的谐波潮流计算提供了可靠的参考依据，并对电力系统中配电网的谐波控制和管理提供了技术支持。 本文的研究成果，不仅对电力系统中的谐波分析具有指导作用，也对配电网的设计和改造、电力市场的运行以及电网的优化调度提供了重要的参考。随着未来电力系统中分布式电源接入的增多，相关的谐波问题可能会更加突出，因此，对于谐波潮流计算的研究和应用将会越来越受到重视。