配電網(wǎng)存在問(wèn)題

配電網(wǎng)基本情況的數(shù)據(jù)有線路數(shù)、總長(zhǎng)度、傳送容量、傳輸距離、絕緣狀態(tài)、開(kāi)關(guān)數(shù)、導(dǎo)線情況等。配電網(wǎng)存在的主要問(wèn)題有如下7方面：

(1)現(xiàn)存配電網(wǎng)能否滿足負(fù)荷發(fā)展的需要；

(2)絕緣老化程度如何；

(3)導(dǎo)線線徑是否過(guò)細(xì)，有無(wú)“瓶頸”線路存在；

(4)各線路供電可靠指標(biāo)高低；

(5)線路中開(kāi)關(guān)的數(shù)量、投入時(shí)間、運(yùn)行中發(fā)生過(guò)哪些故障；

(6)線路損失率指標(biāo)高低；

(7)線路維修情況。

在配電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)要考慮規(guī)劃區(qū)的經(jīng)濟(jì)地位，規(guī)劃區(qū)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位對(duì)配電網(wǎng)的規(guī)劃任務(wù)有著重要的影響。規(guī)劃區(qū)是否為工業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)、商業(yè)中心、經(jīng)濟(jì)作物區(qū)、旅游區(qū)、農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)、科技中心區(qū)等，對(duì)規(guī)劃區(qū)負(fù)荷的發(fā)展、供電可靠性的要求必將有所不同，也會(huì)影響規(guī)劃的電網(wǎng)等級(jí)和規(guī)模。

配電網(wǎng)規(guī)劃是指在分析和研究未來(lái)負(fù)荷增長(zhǎng)情況以及城市配電網(wǎng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一套系統(tǒng)擴(kuò)建和改造的計(jì)劃。在盡可能滿足未來(lái)用戶容量和電能質(zhì)量的情況下，對(duì)可能的各種接線形式、不同的線路數(shù)和不同的導(dǎo)線截面，以運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性為指標(biāo)，選擇最優(yōu)或次優(yōu)方案作為規(guī)劃改造方案，使電力公司及其有關(guān)部門(mén)獲得最大利益的過(guò)程。

配電網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容如下：負(fù)荷預(yù)測(cè)、變電站優(yōu)化、配電網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化、配電網(wǎng)潮流計(jì)算、正常和故障狀態(tài)下的可靠性分析等。

配電網(wǎng)規(guī)劃是配電網(wǎng)發(fā)展和改造的總體計(jì)劃。包括近期（1～5年）、中期（6～15年）和遠(yuǎn)期（16～30年）規(guī)劃。規(guī)劃制定的順序是從長(zhǎng)期開(kāi)始，依次為中期規(guī)劃和近期規(guī)劃。遠(yuǎn)期規(guī)劃屬于戰(zhàn)略規(guī)劃，它主要決策城市電網(wǎng)發(fā)展的重大問(wèn)題和發(fā)展方向（如建立新的電壓等級(jí)、確定新的城市電網(wǎng)電源點(diǎn)、論證規(guī)劃末期的城市需電量以及城市可能發(fā)生的改造和擴(kuò)展方向），為中期和近期規(guī)劃制定目標(biāo)。中期和近期規(guī)劃屬于戰(zhàn)役規(guī)劃，主要為遠(yuǎn)期規(guī)劃的任務(wù)和目標(biāo)如何實(shí)施確定時(shí)間表。遠(yuǎn)期規(guī)劃要求中期和近期的城市電網(wǎng)建設(shè)和改造是遠(yuǎn)期電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)的一部分，保證近期和遠(yuǎn)期投入的設(shè)備在規(guī)劃期間不會(huì)發(fā)生拆除的現(xiàn)象。一般是以長(zhǎng)期規(guī)劃指導(dǎo)中期和近期規(guī)劃，以中期、近期規(guī)劃落實(shí)和調(diào)整長(zhǎng)期規(guī)劃。配電網(wǎng)規(guī)劃的流程如下：

(1)原始資料的收集準(zhǔn)備：配電設(shè)施從負(fù)荷密度大的大城市到負(fù)荷密度小的鄉(xiāng)村，其對(duì)象廣、數(shù)量多，而且是多樣化的。因此，必須掌握各種配電地區(qū)的特性及將來(lái)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)。

(2)確定可能的配電規(guī)劃方案：在整個(gè)電力系統(tǒng)中，按地區(qū)從滿足長(zhǎng)期供電需要出發(fā)，并考慮經(jīng)濟(jì)等因素。確定各可行方案。

(3)對(duì)可行方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)各可行方案的供電能力、供電可靠性、供電電壓的要求及對(duì)未來(lái)發(fā)展和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性進(jìn)行詳細(xì)的積極性評(píng)價(jià)。

(4)確定最佳配電網(wǎng)規(guī)劃方案。

配電網(wǎng)具有電壓等級(jí)多，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備類型多樣，作業(yè)點(diǎn)多面廣，安全環(huán)境相對(duì)較差等特點(diǎn)，因此配電網(wǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)因素也相對(duì)較多。另外，由于配電網(wǎng)的功能是為各類用戶提供電力能源，這就對(duì)配網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行提出更高要求。

配電線路導(dǎo)線線徑比輸電線路的小，且“主線段與分歧線”以及“上、下相鄰線路”導(dǎo)線型號(hào)規(guī)格差異大，導(dǎo)致配電線的線路短路阻抗角φ較小，即R/X較大。不僅使得在輸電網(wǎng)中所采用的潮流計(jì)算常規(guī)算法難以在配網(wǎng)潮流計(jì)算時(shí)得到收斂，還會(huì)因不同點(diǎn)故障的短路阻抗角不一致，對(duì)保護(hù)動(dòng)作靈敏度和可靠性產(chǎn)生一定影響。

配電網(wǎng)一般采用閉環(huán)設(shè)計(jì)、開(kāi)環(huán)運(yùn)行，其結(jié)構(gòu)呈輻射狀。采用閉環(huán)結(jié)構(gòu)是為了提高運(yùn)行的靈活性和供電可靠性；開(kāi)環(huán)運(yùn)行一方面是為了限制短路故障電流，防止斷路器超出遮斷容量發(fā)生爆炸，另一方面是控制故障波及范圍，避免故障停電范圍擴(kuò)大。

將電力系統(tǒng)中從降壓配電變電站（高壓配電變電站）出口到用戶端的這一段系統(tǒng)稱為配電系統(tǒng)。配電系統(tǒng)是由多種配電設(shè)備（或元件）和配電設(shè)施所組成的變換電壓和直接向終端用戶分配電能的一個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

配電網(wǎng)由架空線路、桿塔、電纜、配電變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、無(wú)功補(bǔ)償電容等配電設(shè)備及附屬設(shè)施組成，它在電力網(wǎng)中的主要作用是分配電能。從配電網(wǎng)性質(zhì)角度來(lái)看，配電網(wǎng)設(shè)備還包括變電站的配電裝置。

電網(wǎng)電壓等級(jí)一般可劃分為：特高壓（1000kV交流及以上和±800kV直流）、超高壓（330kV及以上至1000kV以下）、高壓（35～220kV）、中壓（6～20kV）、低壓（0.4kV）五類。我國(guó)配電系統(tǒng)的電壓等級(jí)，根據(jù)（Q/GDW 156-2006）《城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》的規(guī)定，35kV、63kv、110kv為高壓配電系統(tǒng)；6kV~10kV（20kV）為中壓配電系統(tǒng)；220V（380V）為低壓配電系統(tǒng)。于是，配電網(wǎng)的分類如下：

配電網(wǎng)按電壓等級(jí)分類

高壓配電網(wǎng)（6～110kV）；

低壓配電配電網(wǎng)網(wǎng)（0.4kV）。

配電網(wǎng)按供電區(qū)域分類

城市配電網(wǎng)；

農(nóng)村配電網(wǎng)；

工廠配電網(wǎng)。

配電網(wǎng)按電網(wǎng)功能分類，

主網(wǎng)（66kV及以上）；

配網(wǎng)（35kV及以下）。

66kV（110kV）電網(wǎng)的主要作用是連接區(qū)域高壓（220kV及以上）電網(wǎng)。35kV及以下配網(wǎng)的主要作用是為各個(gè)配電站和各類用戶提供電源。10kV及以上電壓等級(jí)的高壓用戶直接由供電（農(nóng)電）變電站高壓配電裝置以及高壓用戶專用線提供電源。

配電網(wǎng)是以使用電能為主要任務(wù)的那一部分電力網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)電壓等級(jí)分為高壓、中壓和低壓配電網(wǎng)。

高壓配電網(wǎng)：通常為35-110kV，負(fù)荷密度大可用220kV。

中壓配電網(wǎng)：通常6-10kV，6kV為淘汰型。

低壓配電網(wǎng)：220/380V。

電壓等級(jí)的選擇問(wèn)題是一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。需求隨電壓增大而下降的運(yùn)行成本曲線與上升的投資成本曲線的交點(diǎn)。

我國(guó)中壓配電網(wǎng)以10kV為主。隨著近年來(lái)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，用電需求急劇攀升，10kV配電

系統(tǒng)呈現(xiàn)出容量小、損耗大、供電半徑短、占用通道多等劣勢(shì)，配電網(wǎng)建設(shè)與土地資源利用的矛盾日益顯現(xiàn)。20kV中壓供電優(yōu)勢(shì)：20kV是介于35kV與10kV之間的新供電模式。與35kV相比，20kV可降低造價(jià)、節(jié)約土地、減少電壓轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)、集約利用廊道資源。與10kV相比，20kV供電半徑增加60%，供電范圍擴(kuò)大1.5倍，供電能力提高1倍，輸送損耗降低75%，通道寬度基本相當(dāng)，在輸送功率相同時(shí)，可減少變電站和線路布點(diǎn)2100433B

由于大量的常閉分段開(kāi)關(guān)和常開(kāi)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)存在于配電網(wǎng)中有，調(diào)度員在正常、檢修或事故運(yùn)行方式下，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作來(lái)調(diào)整配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化配電網(wǎng)運(yùn)行模式，從而提高電網(wǎng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。這種方式被稱為配電網(wǎng)重構(gòu)。按照應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)的不同，配電網(wǎng)重構(gòu)可分為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)（簡(jiǎn)稱網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)）和故障后重構(gòu)（也稱故障恢復(fù)）。

作為配電系統(tǒng)運(yùn)行和控制的重要手段配電網(wǎng)重構(gòu)在配電管理系統(tǒng)中起著重要作用。目前，配電網(wǎng)絡(luò)廣泛采用環(huán)狀設(shè)計(jì)、開(kāi)環(huán)運(yùn)行。通常情況下，在沿饋線方向上分布了一定數(shù)量的常閉分段開(kāi)關(guān)，而在饋線之間裝有常開(kāi)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。為了提高電網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，在正常運(yùn)行狀態(tài)下，根據(jù)負(fù)荷的變化需要定期調(diào)整這些開(kāi)關(guān)的狀態(tài)來(lái)重新建構(gòu)配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行結(jié)構(gòu)，使負(fù)荷在各饋線之間自由流動(dòng)，從而達(dá)到合理分配的目的；在故障狀態(tài)下，為了保證供電能夠得到盡快地恢復(fù)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式最為經(jīng)濟(jì)合理，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化也是十分必要的。

實(shí)際上，由于配電網(wǎng)中的開(kāi)關(guān)數(shù)目巨大，隨之生成的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)樹(shù)的數(shù)量也十分可觀，因此在理論上配電網(wǎng)重構(gòu)問(wèn)題是一個(gè)龐大的非線性整數(shù)組合優(yōu)化問(wèn)題。考慮到開(kāi)關(guān)組合數(shù)量巨大，將它們作為優(yōu)化變量進(jìn)行窮舉搜索將面臨“組合爆炸”問(wèn)題，從而導(dǎo)致數(shù)學(xué)求解過(guò)程中計(jì)算量過(guò)大，占用大量的機(jī)時(shí)，并且無(wú)法確保計(jì)算過(guò)程的收斂性。為了解決計(jì)算速度的問(wèn)題，研究人員提出了許多不同的方法來(lái)解決配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)問(wèn)題，目前大家將研究與改進(jìn)的主要方向集中在優(yōu)化算法和優(yōu)化目標(biāo)兩個(gè)方面。

ADN一般是指由分布式電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的配電系統(tǒng)。

配電網(wǎng)是指電力系統(tǒng)中二次降壓變電所低壓側(cè)直接或經(jīng)過(guò)降壓變壓器降壓后向用戶供電的網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)按電壓等級(jí)可分為高壓配電網(wǎng)(35~110kV)、中壓配電網(wǎng)(6~10kV)和低壓配電網(wǎng)((0.4kV)，而ADN多指含DG的更靠近用戶側(cè)的低壓配電網(wǎng)。

低壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)按接線方式大致可分為三種:輻射網(wǎng)、樹(shù)狀網(wǎng)、環(huán)狀網(wǎng)。如圖1所示。圖1中位于低壓母線出口處的黑色方塊代表斷路器，饋線上的黑色圓點(diǎn)代表線路節(jié)點(diǎn)，箭頭代表負(fù)荷。不管是何種結(jié)構(gòu)，都是由高壓電網(wǎng)經(jīng)降壓變壓器降壓后通過(guò)單個(gè)或者多個(gè)饋線向某區(qū)域內(nèi)用戶供電，而用戶則可以處于饋線上的任意節(jié)點(diǎn)。

低壓配電網(wǎng)一般具有如下特點(diǎn):

1)深入城市中心和居民密集點(diǎn);

2)傳輸功

率和傳輸距離一般不大;

3)供電容量、用戶性質(zhì)、供電質(zhì)量和可靠性要求不同;

4)中性點(diǎn)不接地運(yùn)行，單相接地時(shí)允許運(yùn)行一段時(shí)間。

主動(dòng)配電網(wǎng)建模變壓器模型

ADN結(jié)構(gòu)中包含一個(gè)連接大電網(wǎng)的降壓變壓器，其額定容量等級(jí)通常在0.1~1MVA之間。額定容量的等級(jí)同時(shí)也決定了整個(gè)配電網(wǎng)中所能承載的負(fù)荷容量。變壓器通常有一個(gè)典型的載荷調(diào)節(jié)范圍為額定容量的士5%。變壓器負(fù)荷率又稱運(yùn)行率，是影響變壓器容量、臺(tái)數(shù)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，其表達(dá)式為:

式中，S₁為變壓器的實(shí)際最大負(fù)荷，S_sc為變壓器的額定短路容量。K_P取值大，則稱高負(fù)荷率;K_P取值小，則稱低負(fù)荷率。

變壓器的勵(lì)磁電流通常占額定負(fù)載電流的百分比很小(正常低于3 %)，故勵(lì)磁支路在諧波分析中經(jīng)常被忽略，所以變壓器一般利用它們的串聯(lián)漏電抗表示。在諧波作用下，變壓器繞組以及繞組匝間的電容將起作用，若諧波次數(shù)不太高，此作用可忽略。故變壓器等值電路可簡(jiǎn)化為一個(gè)連接變壓器原副邊節(jié)點(diǎn)的阻抗支路，如圖2所示。

主動(dòng)配電網(wǎng)建模輸電線路模型

ADN中的輸電線路主要有地下電纜和架空線路。前者主要應(yīng)用在高負(fù)荷密度的城市區(qū)域，而后者應(yīng)用更為普遍，主要材料是絕緣A1芯或Cu芯導(dǎo)體。

在電力系統(tǒng)分析中，用電阻、電抗、電納和電導(dǎo)參數(shù)反映輸電線路特性。實(shí)際上，這些參數(shù)沿線均勻分布，即在線路任一微小長(zhǎng)度內(nèi)都存在電阻、電抗、電納和電導(dǎo)，因此精確地建模非常復(fù)雜。輸電線路模型可分為等值的集中參數(shù)元件模型和行波模型兩大類。在僅需要分析線路端口狀況，即兩端電壓、電流、功率時(shí)，通?？刹豢紤]線路的分布特性，用集中參數(shù)元件模型模擬輸電線路;當(dāng)線路較長(zhǎng)時(shí)，則需要用雙曲函數(shù)研究均勻分布參數(shù)的線路。

主動(dòng)配電網(wǎng)建模負(fù)荷模型

ADN中的負(fù)荷按其特性分類大致可分為線性負(fù)荷和非線性負(fù)荷兩類。線性負(fù)荷可作為抑制諧波畸變的元件，用接地等值阻抗可以模擬，在諧波頻率下，其電抗隨著頻率變化。非線性負(fù)荷主要包括家用電子設(shè)備以及換流式開(kāi)關(guān)電源等，這些非線性負(fù)荷對(duì)配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)相當(dāng)于離散型諧波源。隨著非線性負(fù)荷的大量增加，會(huì)加重用戶電流的畸變率，影響供電電流波形。但是由于不同非線性負(fù)荷的諧波電流分量存在相角差經(jīng)常會(huì)發(fā)生相互抵消，因而降低了系統(tǒng)對(duì)電壓畸變水平的有效影響。

同理，DG作為ADN中的有源非線性負(fù)荷，諧波之間也存在相互抵消的現(xiàn)象。有研究表明[[32]，對(duì)于同類負(fù)荷，低次諧波分量(如3次和5次)只有很少的抵消作用，而高次諧波分量的抵消作用卻很明顯。在對(duì)高次諧波需要關(guān)注的時(shí)候，這類抵消效應(yīng)是很重要的，諧波之間的相位差、配電網(wǎng)的線路阻抗以及負(fù)荷都能消除部分諧波。同時(shí)，配電網(wǎng)中固有的單相負(fù)荷使得配網(wǎng)具有不對(duì)稱的特點(diǎn)。

(1)線性負(fù)荷模型

在給定頻率時(shí)，線性負(fù)荷等值阻抗為常數(shù)，負(fù)荷吸收的有功功率和無(wú)功功率與負(fù)荷的電壓平方成正比。如圖3所示為串聯(lián)和并聯(lián)的恒阻抗負(fù)荷模型。

(2)非線性負(fù)荷模型

非線性負(fù)荷主要包括一些電力電子型設(shè)備，比如個(gè)人計(jì)算機(jī)、節(jié)能熒光燈、電視機(jī)和熒光照明設(shè)備等。這些負(fù)荷除了是諧波源之外，還不能用恒定的R, L,C結(jié)構(gòu)來(lái)表示，而且其非線性特性不太適合用線性諧波等值模型表示。非線性負(fù)荷可以作為諧波注入電流源考慮，對(duì)于一些非線性負(fù)荷來(lái)說(shuō)，只要實(shí)際的電壓畸變低于1%左右，就可以看成是理想的電流源。

主動(dòng)配電網(wǎng)建模DG模型

由于DG變流器是ADN諧波的主要來(lái)源之一，為了對(duì)ADN的諧波特性進(jìn)行研究，有必要通過(guò)建立合理的模型研究DG變流器的諧波特性。

1、DG的分類

DG的形式主要包括微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、太陽(yáng)能光伏電池、風(fēng)力發(fā)電以及儲(chǔ)能裝置等，其中以光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用最為廣泛。下面簡(jiǎn)要介紹一下儲(chǔ)能裝置、光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理。

(1)儲(chǔ)能裝置

在配電網(wǎng)中接入儲(chǔ)能裝置，可以起到良好的移峰填谷的作用。在電量過(guò)剩時(shí)，儲(chǔ)能裝置可以吸收能量，反之，在電量緊缺時(shí)，儲(chǔ)能裝置釋放能量。同時(shí)，為支持ADN的離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，ADN中通常安裝能快速調(diào)節(jié)頻率和功率平衡的儲(chǔ)能裝置。該儲(chǔ)能裝置可以是蓄電池組，也可以是飛輪儲(chǔ)能等。其安裝位置多在降壓變壓器低壓側(cè)出口母線處。典型的蓄電池接入電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示。

(2)光伏發(fā)電(PV)

由于光伏發(fā)電受光照強(qiáng)度和天氣情況等制約，輸出功率具有隨機(jī)性和波動(dòng)性，故在ADN中通常采用電流型控制策略。其典型雙級(jí)式并網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5所示，太陽(yáng)能電池組件發(fā)出的直流電經(jīng)過(guò)直直變換器升壓，再經(jīng)并網(wǎng)變流器將直流電轉(zhuǎn)換成工頻交流電，最后經(jīng)濾波裝置、隔離變壓器之后并網(wǎng)。采用這種雙級(jí)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能簡(jiǎn)化每一級(jí)的控制方法，提高各級(jí)的控制效率。

(3)風(fēng)力發(fā)電(WP)

風(fēng)力發(fā)電(Wind Power)是一種由傳動(dòng)裝置將風(fēng)能轉(zhuǎn)為機(jī)械能，再由發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電技術(shù)。風(fēng)力發(fā)電因?yàn)轱L(fēng)速的不確定性，導(dǎo)致其輸出功率與PV系統(tǒng)一樣具有隨機(jī)性和波動(dòng)性。故其在ADN中同樣采用電流型控制策略。以兩大主流機(jī)型直驅(qū)型和雙饋型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為例，其典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖6所示。圖6中(a)為直驅(qū)永磁同步發(fā)電系統(tǒng)，同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能經(jīng)過(guò)交一直一交變流器轉(zhuǎn)換為工頻交流電，再經(jīng)過(guò)濾波裝置、隔離變壓器之后并網(wǎng)。圖6中(b)為雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，雙饋機(jī)的定子側(cè)輸出工頻交流電直接與電網(wǎng)相連，轉(zhuǎn)子側(cè)則經(jīng)交一直一交變流器再與電網(wǎng)相連，以提供可控的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流。與雙饋機(jī)組相比，直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于省去了齒輪箱，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)成本低，可靠性和效率高等優(yōu)點(diǎn)。

2、DG的接入形式

DG接入系統(tǒng)有兩種方式:并聯(lián)接入電網(wǎng)或通過(guò)開(kāi)關(guān)切換，如圖7所示。

在并聯(lián)接入方式中，當(dāng)DG供電中斷時(shí)，電網(wǎng)能瞬時(shí)彌補(bǔ)負(fù)荷差值。同樣，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，DG也能瞬時(shí)承擔(dān)起負(fù)荷。這種方式可以保證負(fù)荷始終不間斷供電。

在開(kāi)關(guān)切換方式中，任一時(shí)刻DG與電網(wǎng)中僅有一個(gè)電源與負(fù)荷相連，而另一個(gè)僅在開(kāi)關(guān)切換后工作，但負(fù)荷在開(kāi)關(guān)切換過(guò)程中處于停電狀態(tài)。

開(kāi)關(guān)切換方式與并聯(lián)接入方式相比有如下優(yōu)點(diǎn):

1)設(shè)備和運(yùn)行簡(jiǎn)單，控制和調(diào)節(jié)回路較少；

2)由于DG一般只在需要時(shí)運(yùn)行，因而DG運(yùn)行成本較低;而并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，DG始終保持運(yùn)行，這不僅會(huì)增加燃料和運(yùn)行維修費(fèi)用，還會(huì)造成機(jī)組磨損等。

3、DG變流器模型

不同種類的DG通常需要通過(guò)電力電子裝置接口并網(wǎng)，不考慮不同DG的特性，認(rèn)為中間直流側(cè)己控制恒定，只關(guān)注并網(wǎng)逆變器側(cè)。以應(yīng)用最廣范的三相電壓源型兩電平PWM變流器作為研究對(duì)象，其輸出電流的諧波與電網(wǎng)電壓、PWM調(diào)制策略和開(kāi)關(guān)頻率、控制策略和參數(shù)、工作條件和輸出功率等有關(guān)系。

三相PWM變流器最基本的工作原理是在維持直流電壓U_dc恒定的基礎(chǔ)上，通過(guò)調(diào)節(jié)變流器交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，改變網(wǎng)側(cè)有功和無(wú)功功率的大小。

帶PQ控制策略的Average模型框圖，如圖8所示。

圖8中P_ref和Q_ref是逆變器輸出有功和無(wú)功的設(shè)定值，與q軸電壓的1.5倍相除可以分別得到d、q軸電流的指令值(

等量變換的有功無(wú)功計(jì)算公式如下:

在Average模型中，忽略了直流側(cè)電壓的變化，在電網(wǎng)電壓不變的條件下，只要改變框圖中有功無(wú)功的指令就可改變變流器輸出的有功功率和無(wú)功功率，這樣就能模擬PV和WP等DG輸出功率的變化。同時(shí)，與Detail模型相比，由于沒(méi)有開(kāi)關(guān)過(guò)程，Average模型的輸出電壓中不含高次諧波，只有受控制性能影響而產(chǎn)生的少量低次諧波。Average模型適用在不考慮SVPWM產(chǎn)生的低次諧波。