含分布式光伏发电的电网仿真平台研究

【摘要】：随着世界能源危机的日益严重和新能源发电技术的不断提升,近几年我国分布式光伏发电建设增速明显。光伏电源的接入会改变原有电网的潮流、继电保护和调度模式等,通过仿真软件可以定性和定量地分析这些影响。 分析了MATLAB/SIMUlink工具、PowerWorld、PSASP、PSCAD等仿真软件在分布式光伏发电仿真中的优点和不足之处,借鉴了它们的优点,研究并实现了含分布式光伏发电的电网可视化仿真平台。该平台基于图模库一体化设计,实现了电网主接线绘制、拓扑分析、短路计算、潮流计算和整定计算五大功能,能够可视化地标注潮流结果和继电保护定值,可用于分布式光伏发电对配电网的影响分析。 结合了C++/Qt现有图形框架和仿真平台的功能需求,提出并实现了一种简单高效的“母线-支路直接搜索”拓扑算法。突破了“不需要迭代平衡节点复电压”这一传统的潮流计算观念,提出并运用了迭代平衡节点复电压的高斯-赛德尔潮流算法。在对现有配电网整定计算系统的深入分析基础上,提出了基于中文函数代码的用户自定义整定计算公式概念,并在仿真平台中实现,改善了传统整定计算理论在含分布式电源的配电网整定计算中的适应能力。 在本文所研究开发的仿真平台上,构建了我校屋顶光伏电站对校园配电网的影响仿真案例,验证了其功能的正确性。 【关键词】：分布式光伏发电 电网仿真平台 图模库一体化
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615;TM743
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 背景与意义8-9
• 1.2 分布式发电的概念9
• 1.3 分布式光伏发电的仿真研究现状9-10
• 1.4 图模库一体化技术的发展10-11
• 1.5 编程开发工具的选择11-12
• 1.6 本文的主要工作12-13
• 第2章 基于图模库一体化的图形平台研究13-27
• 2.1 仿真平台的功能框架13-14
• 2.2 建模方式设计14-15
• 2.3 仿真平台主界面的实现15
• 2.4 图元建模技术15-17
• 2.4.1 UML建模技术15-16
• 2.4.2 CIM建模技术16
• 2.4.3 CIM扩展16-17
• 2.5 元件几何表示的实现17-19
• 2.6 数据库的设计19-21
• 2.6.1 CIM关系映射的设计思路20
• 2.6.2 数据库设计实例20-21
• 2.7 图模库一体化的具体实现21-25
• 2.7.1 图模库一体化框架21-22
• 2.7.2 设备的端子22
• 2.7.3 断路器建模22-23
• 2.7.4 电源建模23
• 2.7.5 母线建模23-25
• 2.7.6 输电线路建模25
• 2.8 运行方式维护的图形化操作25-26
• 2.9 小结26-27
• 第3章 电网拓扑方法与实现27-34
• 3.1 拓扑的基本概念27
• 3.2 图的拓扑分析常用方法介绍27-29
• 3.2.1 邻接矩阵法27-28
• 3.2.2 树搜索算法28-29
• 3.3 CIM中关于电网拓扑的描述29-30
• 3.4 母线-支路直接搜索算法构思的形成30-31
• 3.5 母线-支路直接搜索算法的实现31-33
• 3.5.1 Qt图形框架的碰撞检测机制31
• 3.5.2 搜索原理31-33
• 3.6 小结33-34
• 第4章 含光伏DG的配电网短路与潮流算法34-44
• 4.1 虚拟同步发电机34-35
• 4.2 含分布式电源的配网短路计算方法35-37
• 4.2.1 经典短路计算理论应用局限的指出35-36
• 4.2.2 三相短路计算的算法设计36-37
• 4.3 含分布式电源的配网潮流算法37-42
• 4.3.1 节点类型的研究37-38
• 4.3.2 传统配网潮流算法的适用性分析38
• 4.3.3 迭代平衡节点复电压的高斯-赛德尔潮流算法38-41
• 4.3.4 牛顿-拉夫逊潮流算法41-42
• 4.4 潮流计算结果的可视化标注与过滤显示42-43
• 4.5 光伏DG的接入优化研究43
• 4.6 小结43-44
• 第5章 基于用户自定义公式的整定计算模式44-49
• 5.1 现有的配电网整定计算系统的不足44-45
• 5.2 基于中文函数代码的用户自定义整定计算公式45-48
• 5.2.1 整定计算操作的归纳45-46
• 5.2.2 公式举例46
• 5.2.3 公式解析46-48
• 5.3 小结48-49
• 第6章 仿真的应用案例49-53
• 6.1 潮流计算49-51
• 6.2 短路计算51
• 6.3 整定计算公式的代码编辑51-52
• 6.4 小结52-53
• 第7章 结论与展望53-55
• 7.1 结论53-54
• 7.2 不足之处及下一步工作54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59

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