智能电网的研究与探讨Word下载.doc

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然后分析了各种能源的并网问题，分析了并网所必须满足的三点条件，针对分布式能源的特点分析了不能通过传统调节原动机有功输出来达到并网条件，文章根据同步电机的四阶基本方程，将频率和相位差反馈到励磁电压，对其进行励磁控制。

采用本文方法，通过励磁控制，能够降低微电网电压，减少负荷消耗功率，提高微网频率。

关键词：

智能电网，分布式发电，并网，机电暂态，励磁调节

THEANALYSISANDDISCUSSIONOFSMARTGRID

ABSTRACT

DifferentcountriesandorganizationssuchasUSandUEputforwardtobuiltaflexiblecleansafeeconomicalpowergridandmakesmartgridthefuturepowergrid’sdirection.Smartgridhasbecomeahottopicofthedevelopmenttrendofpowergridathomeandabroad.Forthetraditionalgrowingshortageoffossilfuels,distributedenergyresourcesasanewtypeofenergyisincreasinglyattachedimportancebymanycountiesintheworld.EvenwiththeeconomiccrisisinUnitedStates,Obamaalsoputalargenumberofgovernmentinvestmentintheresearchofdistributedenergytechnologies.Chinawillvigorouslydevelopthedistributedenergyincludedinthenational"

EleventhFive-Year"

developmentplan.Distributedenergyresourcesmostlyincludesfuelcellgenerationsystem,solarenergybatterygenerationsystem,windenergygenerationsystemandbiomassenergygenerationsystem.Especiallylarge-scalewindpowerapplicationsisincreasing.Becausetherearemanypowerelectronicdevices,suchaswindpowerandbytheimpactofobjectivefactors,theimpactoftheparallelisreceivedincreasingattention.

Thispaperfirstdescribedtheconceptofdistributedenergy,andthecharacteristicsandtheimpactofparallel.Andthenitanalyzesavarietyofenergyandnetworkproblems,focusingonphotovoltaicsolarenergyandwindpowerandnetworkissues,andtheconnectionoperationofsmallislandedmicros-gridnetworkisstudiedforthedistributedgeneration（DG）unitswithsmallenergysource,suchassynchronousmachinesdrivenbycombustionengines.Basedonthefour-orderbasicequationofthesynchronousmachine,usingPIcontrol,thefrequencyandphasedifferencearefedbacktotheexcitationvoltagetochangethefrequencyandphasebetweenthemicro-distributedgenerationandtheinfinitegrid.

KEYWORDS:

smartgrid,Distributedgeneration,parallel,electricalmachinetransient.model,excitationsimulation.

8

目　录

前　言 1

第1章绪论 3

1.1智能电网基本概念 3

1.2课题研究背景及现状 4

1.3国内外研究现状 5

1.4未来研究方向 7

1.4.1电力电子装置接口 7

1.4.2分布式发电电源位置和容量的确定 7

1.4.3分布式发电与传统电网的结合 8

1.5本文主要工作 8

第2章分布式发电及其对电力系统的影响 9

2.1分布式发电简介 9

2.1.1分布式发电定义 9

2.1.2分布式发电分类 10

2.1.3分布式发电的技术特点 15

2.2分布式发电技术在我国的应用瓶颈和障碍 16

2.3本章小结 18

第3章分布式电源的并网研究 19

3.1光伏发电系统 19

3.1.1光伏发电系统对电网的影响 19

3.1.2光伏发电系统并网控制 20

3.2风力发电系统 22

3.2.1同步风力发电机并网技术 22

3.2.2异步风力发电机并网技术 23

3.3本章小结 24

第4章并网理论前提 25

4.1并网所必须满足的条件 25

4.1.1微电网并网时的电流方向 25

4.1.2稳态时电流方向 26

4.2同步条件 28

4.3本章小结 错误！

未定义书签。

结　论 31

谢辞 32

参考文献 33

外文资料翻译 35

前　言

随着经济的发展和社会的进步，未来的电网必须能够提供更加安全、可靠、清洁、优质的电力供应，能够适应多种能源类型发电方式的需要，能够更加适应高度市场化的电力交易的需要，能够更加适应客户的自主选择需要，进一步提高庞大的电网资产利用效率和效益，提供更加优质的服务。

2009年美国总统奥巴马上任伊始，就提出了以智能电网为核心的美国能源战略。

尽管智能电网的研究与实践尚处于起步阶段，但是建设智能电网已经成为世界电力行业的一种美好愿景。

分布式发电技术作为建设智能电网的重要一环，以其独有的环保性和经济性引起人们越来越多的关注。

基于对分布式能源系统的这些认识，目前许多国家已经制定了宏伟的分布式能源系统研究发展计划，并进行了多方面的相关研究。

英国纽卡斯尔大学正在研发一种综合的分布式能源系统评估软件，这种软件可将理论与工程项目结合在一起，用于微型燃气轮机、燃料电池和燃气内燃机驱动的分布式能源系统的设计、优化及监控。

美国加州大学、ELCOM、SiemensDistributionAutomation等机构，针对分布式能源系统制定了宏伟的研究规划。

澳大利亚的研究机构正在纽卡斯尔建立能源中心，其目的就是提供能源方面最新的研究成果和开发设施，对100多个课题组提供技术支持，展示新能源技术的应用案例。

国内对分布式能源系统的研究还处于初期阶段，分布式能源系统的大规模利用还有很长的路要走。

国内外对独立运行分布式能源系统的研究较多，主要是各种不并网的分布式能源系统的经济评价和评价标准。

目前，我国以天然气为燃料的分布式能源系统建设已逐步进入实质性开发实施阶段，在我国城镇，分布式发电技术作为集中供电方式技术的重要补充，将成为一个重要的发展方向。

首推热电冷三联产技术，因为对于中国大部分地区的住宅、商业大楼、医院、公用建筑、工厂来说，都存在供电和供暖或制冷需求，很多都配有备用发电设备，这些都是热电冷三联产的多目标分布式供能系统的广阔市场。

分布式发电具有投资少、占地小、建设周期短、节能、环保等特点，对于高峰期电力负荷比集中供电更经济、有效，故分布式发电可作为我国集中供电的有益补充。

作为备用电源，分布式发电可作为备用电源为高峰负荷提供电力，提高供电可靠性；

可为边远地区用户、商业区和居民供电；

可作为本地电源节省输变电的建设成本和投资、改善能源结构、促进电力能源可持续发展。

分布式发电的应用与能源、技术发展、环保和电力市场的放开等都有关系，其并网应用对传统的电力系统分析、控制及保护等的影响深远，进一步可能引发电力市场电价、用户侧管理等方面的变革。

本文概述了智能电网的基本概念，分布式发电的概念，介绍了分布式发电技术的分类、特点、瓶颈和应用现状与情景，然后从电能质量、继电保护、短路电流、可靠性、等各方面阐述了分布式发电对电力系统的影响，以风力发电、光伏电池目前发展比较火热的两种分布式发电形式为重点分析了具体的分布式并网所遇到的问题，分析了微型电网并网所带来的问题，给出了并网所必须满足的三个条件，然后从数学角度直观的角度给出了条件不满足时产生的后果，讲述了分布式电源的传统并网方式，然后简单分析了一些国内外近期的主要研究成果。

在传统的并网基础上，通过数学方程形式直接将电压、频率、相位反馈到励磁电压，使得微型电网的相位和频率达到并网所满足的条件。

第1章绪论

1.1智能电网基本概念

所谓智能电网即以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。

它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。

按照我国著名能源问题专家武建东先生的描述，将智能电网称之为智能互动电网或互动电网，“互动电网”是指在开放和互联的信息模式基础上，通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统，实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理，是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。

智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化，简称为“坚强的智能电网”。

智能电网概念提出的时间虽然不长，但人们对这项变革的热情却极为高涨，其根本原因是，智能电网战略不仅为全