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以集中发电、远距离输电和大电网互联为特点的电力系统是目前电能生产、输送和分配的主要形式,但这种供电方式伴随时代的发展产生了诸多问题,如局部事故导致全系统的大面积灾变等。随着用户对供电可靠、安全、经济、环保等多方面提出了越来越严格的要求,以清洁能源为主要发电来源、分布式发电技术为基础的一种新型电网形式.微电网(Micro-Grid)应运而生。作为传统供电形式的有益补充,它具有供电方式灵活、应用场合广、排放低、多层次的馈电路径等优点和特点。
本论文首先介绍了微电网的发展历程和国外研究现状,论述了研究微电网及其相关技术的必要性和意义,讨论了微电网结构以及内部各组成部分,并基于微电网和传统电网参数的不同点,研究和分析了微电网的小干扰功角稳定、小干扰电压稳定和大干扰功角稳定、大干扰电压稳定等。
大电网中的稳定性问题在微电网中依然存在。但由于微电网和传统电网在供电形式、运行方式以及系统参数等多方面有其特点,传统电网中定义的功角稳定和电压稳定公式在这里需要重新修正。借鉴传统电网对功角稳定和电压稳定的基本定义,本文重新推导了上述公式。
在文中,在简单微电网功率.转子角公式的基础上,采用特征值法研究各种运行方式下的微电网小干扰功角稳定,分别计算了振荡模式下各发电机的相关因子,从而得到对微电网小干扰功角稳定影响最深的发电机,提出相应的解决方案。
在简单微电网受电端电压.功率公式的基础上,分别就负荷容量和性质、切除故障线路以及并、离网和分布式发电单元放置位置等多种因素分析了分析各母线电压-无功功率关系,提出了提高微电网小干扰电压稳定的方案。
微电网亦常受诸如故障、投切负荷、投切发电机等大干扰。大干扰后系统能否保持稳定运行也是考察微电网性能的重要指标。本文就上述大干扰包括有载调压变压器的变比调节等分别进行分析,并提出减小故障切除时间对维持大干扰稳定有重要意义。