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摘 要

本文首先叙述了DG（分布式电源）发电系统的研究目的与意义，然后对其研究现状作了一个简要地介绍。接着，对微电网孤岛运行作了一个简要的介绍。对传统的潮流分析方法比如前推回代法、N-R(牛顿拉夫逊)法和PQ分解法进行了大概的介绍，同时也提及了几种不确定性潮流计算方法。详细介绍了N-R法的数学原理，并用Matlab编写了X-Y（直角坐标系）的N-R法程序。对各种DG类型进行了大概的介绍。根据DG接口特点及其控制特性，将其等效为PQ节点、PI节点和P-Q(V)节点，并且提出在N-R法程序中的具体处理方法。随后，介绍了下垂控制的概念。考虑孤岛系统V（系统频率）不是一个恒定值的特点，推导了孤岛系统的J（雅可比矩阵）的各个元素的公式，并且编写了基于X-Y的N-R法程序能够计算孤岛中DG均运行在下垂模式时的潮流。用三张流程图分别列出传统潮流、含DG的并网潮流、孤岛潮流的计算步骤。使用算例分别对传统潮流，含DG的并网潮流，以及孤岛潮流进行了测试，验证了程序的可行性。

关键词：牛顿拉夫逊法，分布式电源，下垂控制，孤岛潮流

ABSTRACT

This thesis describes the aim and meaning of distributed generation at first, then a brief introduction to its current states is given. Then, a brief introduction to islanded microgrids is given. Next, this thesis gives a general introduction to traditional method of power flow analysis such as forward and backward substitution method, Newton Raphson method and PQ decoupled method. At the same time several uncertain power flow calculations are mentioned. Next, this thesis introduces the mathematical principle of Newton Raphson method in detail, and a code based on Newton Raphson method is compiled by using Matlab. Then various distributed generations are introduced in brief. Distributed generations are equivalent to PQ bus、PI bus and P-Q(V) bus according to the interface features and control feature, and puts forward the specific treatment in the code based on Newton Raphson method. Next, droop control is introduced in brief. Considering the system frequency of islanded microgrids is not a constant value, the Jacobi matrix of islanded microgrids is reformulated and the code based on Newton Raphson method which can calculate the power flow when all distributed generations are run in droop mode is prepared. The calculation steps of traditional power flow, grid connected power flow with distributed generation and power flow of islanded microgrids are listed respectively by three flow charts. In the last, specific examples are used to test the traditional power flow, the grid connected power flow with distributed generation, and power flow of islanded microgrids. The feasibility of the code is verified.

KEY WORDS: Newton Raphson method，distributed generation，droop control，islanded microgrids power flow

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1研究目的与意义 1

1.2研究现状 2

1.3微电网孤岛运行概述 3

1.4本文所做工作 4

第二章 传统潮流分析原理 5

2.1潮流分析综述 5

2.2牛顿拉夫逊法潮流分析 6

2.3本章小节 9

第三章 分布式发电系统潮流分析模型 10

3.1分布式发电系统综述 10

3.2分布式电源潮流分析模型 11

3.3本章小节 13

第四章 分布式电源下垂控制 14

4.1分布式电源下垂控制介绍 14

4.2孤岛系统的潮流分析原理 15

4.3考虑孤岛运行的综合微电网潮流分析流程 17

4.4本章小节 21

第五章 算例分析 22

5.1常规潮流算例测试 22

5.2含分布式电源的并网潮流测试 25

5.3孤岛系统潮流测试 28

5.4本章小节 31

第六章 结论与展望 32

参考文献 33

致 谢 34

第一章 绪论

1.1研究目的与意义

随着社会经济的高速发展，化石能源几乎已经被消耗殆尽。但是太阳能、地热能等可再生能源（Renewable Sources of Energy，RES）规模十分庞大，能够满足人们对于能源的需求，所以对于RES发电的研究是大势所趋，是世界各国政府都十分关心的问题，现在各国政府都在大力发展RES发电。RES是对化石能源的一个有效的替代，历史表明，每一次能源的更替，世界秩序都会发生新的变化，中国需要抓住这次机遇，大力发展可再生能源发电，实现社会经济的快速、低碳增长。

不仅是由于石油等非RES能源的枯竭，发展RES发电还能够有效解决环境的问题。使用RES发电排放的污染物较石油等非RES能源要少得多，使用RES能源发电基本上不会对生存的环境产生影响。

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