两种分布式电站连接策略对网络动态特性的影响-论文.pdf

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1、第33卷第2期广西师范大学学报：自然科学版Vo1．33No．22015年6月JournalofGuangxiNormalUniversity：NaturalScienceEditionJun．2015两种分布式电站连接策略对网络动态特性的影响郑京，邹艳丽，何郁郁，陈德霞(广西多源信息挖掘与安全重点实验室，广西桂林541004；广西师范大学电子工程学院，广西桂林541004)摘要：随着电力需求的日益增加，将会有越来越多的分布式电站接入到电力网络中。为了研究不同的分布式电站入网方式对电力网络动态特性的影响，文章采

2、用二阶Kuramoto模型对电网节点进行建模和动力学仿真，分析比较了两种不同的分布式电站的入网方式对电网的同步性能和抗扰性的影响。第一种入网方式是令新增分布式电站分别与原网络负载节点中小度节点相连(称为sDJ方式)，第二种是令新增分布式电站分别与原网络负载节点中的大度节点相连(称为LDJ方式)。研究表明，SDJ和LDJ方式均可以有效地提升网络的同步门限，SDJ更能提升网络的同步性能。当分布式电站数量较多时，采用SDJ方式连接的电力网络，其抗扰性更强，受到功率干扰后系统恢复稳定状态的时间更短。此研究可以为我国未

3、来分布式电网的设计和规划提供一定参考。关键词：分布式发电站；电力网络；SDJ连接方式；LDJ连接方式中图分类号：TMT11文献标志码：A文章编号：1001—6600(2015)02—0015—07随着现代社会用电需求不断的增加和人们对环境保护的迫切要求，大量的可再生能源，如太阳能、风能、光能、潮汐能等能源将会得到广泛的应用，越来越多的分布式电源(distributedgeneration，简称DG)将会并人电网l-1]。分布式发电技术的差别导致了分布式电源可能会具有完全不同的动态特性，而其强非线性又使得对分布

4、式电源的动态特性分析比较困难[2]，研究分布式电网，有利于人们对未来电力网络进行优化和设计。对于分布式电源并网，国内外都制订了相应的并网标准，如IEEE1547系列标准，英国G59／1和G75／1工程推荐标准，加拿大C22．2NO．257标准等[3]，这些标准从电网的实际物理特性出发，考虑了电力网络的总体要求、电能质量、功率控制、频率响应、同步和孤岛等技术指标和要求。近年来，随着复杂网络理论研究的不断深入，应用复杂网络的理论和方法从全局和系统的角度分析和研究电力网络的动力学性能和级联故障成为复杂网络理论研究的

5、重要应用之一[5。MartinRohdencs通过对120节点的英国电网的研究，指出在电力网络中，电站越分散越有利于降低电网的自组织同步门限，同时也能够增强对网络拓扑失效的鲁棒性。RodrigoCarareto等则发现在对网络进行扩展时，如果新加入的节点与其所连接的节点之间呈现负相关性，则更有利于网络的同步。LuigiFortuna等口采用二阶Kuramoto模型对电网进行建模，探讨了功率扰动及模型参数改变对电力网络动态特性的影响。WitthautDirk等u。。研究发现，向已有电网新增一条传输线有可能会导致

6、电网的失同步。本文将以电力网络的二阶Kuramoto相振子模型作为节点模型，以电网测试网络IEEE30节点系统、IEEE57节点系统和IEEE162节点系统作为网络模型，对比研究LDJ和SDJ两种不同的分布式电站入网方式对电网同步性能和抗扰性的影响，为未来我国的分布式电网的设计和规划提供参考。1电网物理模型及同步标准1．1电网物理模型参考文献F7]，我们采用一个二阶Kuramoto相振子模型来描述电力网络，模型如下：收稿El期：2014—12—11基金项目：国家自然科学基金资助项目(11062001，1116

7、5003)；广西多源信息挖掘与安全重点实验室系统性研究课题基金(合同编号：13一A-02—03)通信联系人：邹艳丽(1972一)，女，河北沧州人，广西师范大学教授，博士。E—mail：zouyanli72@163．com16广西师范大学学报：自然科学版第33卷该模型将电力网络中的N个节点分为两类：发电机节点g和负荷节点z。在式(1)中，P表示节点i的功率，若节点i是发电机节点，令>0，表示发电机节点输出功率；若节点i为负荷节点，令P<0，表示负荷节点吸．收功率。由于在电力生产过程中，电能无法储存，生产的电能等

8、于消耗的电能，所以在任何时刻，电网正常工作时，发电机节点产生的功率等于负荷节点所消耗的功率l∑P。l—IPt。1。∞表示节点l1i的频偏，即节点i的频率与电力网络标准频率之间的差值。表示节点i的相偏，节点i的相位0一力+(f)。电—网正常工作时，网络中所有节点以相同的频率n(50Hz或60Hz)运行，节点间存在固定的相位∞差0一0，使得电能能够正常的传输。网络中节点i所处的状态由该节点的相偏和频偏∞