基于OpenDSS的含分布式光伏与电动汽车的低压配电网三相不平衡分析开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

随着国家电网的快速发展,分布式光伏与电动汽车在低压配电网的应用也越来越广泛,给我们生活带来巨大便利的同时,其带来的电能质量问题也越来越严重。由于分布式光伏和电动汽车具有较大的负荷波动性,其大量接入低压配电网中将带来严重的三相不平衡问题,该问题会增加配电网的系统损耗,大大降低配电线路的电能质量,因此也将大大降低配电系统运行的安全性。

随着能源危机的逐渐加剧和环保呼声的日益高涨,一场以能源变革为核心的全球产业竞争大幕已经拉开,探索新能源发电技术迫在眉睫,与之相应的分布式光伏发电技术也得到了国家的高度重视和快速发展。分布式电源的发展给传统电网注入活力的同时,也给电力系统提出了新的挑战。而电动汽车作为一种新型用电设备,现如今也已经大规模活跃在配电网的用户端。在电动汽车保有量持续快速增长和新能源产业不断深入发展的背景下,未来必将出现规模化电动汽车与分布式光伏共同接入配电网的场景,这将会极大地改变配电网现有的电能供需平衡和潮流分布,影响电网运行状况。

如我们所知,近年来逐步显现出的能源紧缺问题以及环境污染问题促进了光伏产业和电动汽车行业的发展。早前已实现了小型分布式单相光伏电源连接至配电系统,但是对于连接到配电系统的小型单相分布式光伏的模式和相位,较难全面控制与管理,因此无法确保三相光伏发电的装机容量和电力输出均衡。从而就可能加剧配电系统运行的三相不平衡程度。因为电动汽车有助于低负荷时期吸收间歇性可再生能源,所以席卷而来的便是电动汽车在世界各国的应用。到2020年,中国纯电动汽车和插电式混合动力汽车的年生产能力有望达到200万辆,累计产销量超过500万辆。然而,大量电动汽车的无序充电行为可能导致线路过载,电压超限和三相不平衡等问题,影响电力系统尤其是配电系统的安全和经济运行。但是通过对电动汽车充电行为合理地协调,可以解决大量由电动汽车并网引起的问题,并缓解由于许多小型分布式单相光伏电源的非对称接入对三相分配造成的不平衡系统的问题。

而我们知道电压作为电网的主要参数之一,能够有效地反映电网运行的安全性与稳定性。配电网电压特性可分为电压分布特性和电压稳定特性,这两种特性皆与配电网负荷变化密切相关,。在考虑原有负荷不变的前提下,配电网负荷变化主要由电动汽车负荷引起。电动汽车负荷受电动汽车时空分布特性和其并网行为影响,具有高度复杂的随机性和区域差异性,当下现有文献对电动汽车负荷的研究较少,研究方法较为局限,无法科学、准确反映日间电动汽车负荷对电压特性的影响程度。研究不同并网行为下电动汽车负荷对配电网电压特性的影响,进而制定了兼顾电网要求和用户意愿的电动汽车有序充放电调控策略。在分布式光伏出力不足时段,即使电动汽车有序接入配电网,电压稳定特性仍有很大的提升空间,同时,配电网网络有功损耗的升高也成为一个不容忽视的问题。为解决电动汽车并网后产生的新问题,区别于传统无功优化多专注于提升电网运行经济性的单一化目标,以兼顾增稳、降损为双重目标设计配电网模型,对分布式光伏与电动汽车的并网点进行灵活控制,分析各种工况运行下的电网三相不平衡度并得出其解决方案。2.研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

一、基本内容

分布式光伏和电动汽车大量接入配电网中将引入严重的三相不平衡问题,该问题将增加配电网的系统损耗,降低配电系统运行的安全性。

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