考虑负荷的大规模DG系统的建模与同步稳定性

伍 娟，周 洪，余 昶

（武汉大学电气与自动化学院，武汉 430072）

靠近负荷端、可靠性高的、环境友好型的分布式发电DG（distributed generation）是电网研究领域的热点[1-3]。分布式发电可以降低输配电损耗，并有并网运行和孤岛运行两种模式，采用这种发电方式，大规模停电事故的发生频率能得到有效的降低，电网的安全性和可靠性可得到提高。如风能、太阳能等环保的可再生能源技术的发展推动了分布式发电技术的前进[4-5]。然而可再生能源能量密度较低，需要大规模采集才能有效利用。而目前部分对于分布式系统的研究中，其对象都是单个DG或较少数目的DG系统[6-7]。然而系统的DG节点数越多，系统的运行状况越复杂，传统的单个或有限多个DG的稳定性分析方法不适用于大规模分布式发电系统中。文献[3]对大规模分布式发电系统的稳定性进行了仿真分析，但其研究对象是均匀场网络。而根据实际情况来看，DG节点之间的耦合强度受到节点电压、线路阻抗、下垂系数等多个因素的影响，简单的假设耦合强度都相等显然有些不符合实际。现分布式发电装置与家庭用户结合起来构成产消者，因此本文在建立系统数学模型时考虑了节点负荷。

从目前的研究来看，Kuramoto模型是研究电网同步稳定问题的热点模型。分析Kuramoto模型的同步稳定性质的普遍途径是利用矩阵和Lyapunov函数等方法[8-9]。然而这些方法推导出的参数条件中往往含有矩阵的特征值，而大规模网络的矩阵较为复杂，因此该方法不太适用于大规模分布式发电系统的同步稳定性研究。……