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正常运行时,对整个系统的线路谐波进行分析如图4-3所示。
观察总谐波畸变率时,在0.4s后取4个周期观察谐波成分的情况,可以得出在正常运行情况下,配电网的线路总谐波畸变率为0%。
4.3发生故障后配电网电能质量分析
4.3.1发生单相接地故障配电网电能质量分析
当配电网中发生单相接地故障时,如图4-4所示,故障出现的时间设为0.4s,仿真时间为1s,可以观测到母线N4上的电压,电流、功率波形如图4-5所示,总谐波畸变率如图4-6所示。
通过图4-3和图4-6可知:在发生单相接地故障的情况下,线路的总谐波畸变率增加,0.4s开始总谐波畸变率为13.21%,在0.42s开始总谐波畸变率为1.84%,因为故障出现是在0.4s,谐波成分会激增,但是很快就会减少,在0.44-0.48谐波成分递减到0%。
4.3.2发生三相短路故障配电网电能质量分析
当发生三相短路故障时,且故障出现的时间为0.4s,未设置故障切除时间,仿真时间为1s,可以得到母线N4上的电压、电流、功率波形图如图4-7所示。
通过对图4-3、图4-6和图4-8分析可知:故障情况下是会产生谐波的。单相接地故障的总谐波畸变率最高可达13.21%,三相短路故障的总谐波畸变率最高为11.28%,和单相接地相比,三相接地的总谐波畸变率略低于单相按地故障时的总谐波畸变率。
4.4微电网接入后配电网电能质量分析
4.4.1含微电网的配电网模型
风光储组成的微电网经过整流和逆变环节,将微电网和配电网进行并网,并网后的仿真模型如图4-9所示。仿真时间为1s,断路器为断开状态,设置的合闸时间为0.3s,切除时间为0.8s。
仍然观测母线N4上的电压、电流及功率曲线,如图4-10所示,为了详细展示接入后各参数的变化情况,分为0.3s接入时波形的变化和0.8s切出的波形。
通过观察图4-10,可以得到,在接入的0.3-0.8S内母线上电压波形出现轻微的波动,波动幅度很小,电流波形光滑,未发现波动。此时,对线路的总谐波畸变率进行分析,得到如图4-11所示。在并网之前取0.2s开始4个周期,取0.5s开始4个周期的并网系统进行对比分析。
通过对比并网前后的总谐波畸变率,根据图4-11观察到并网前的谐波含有率是0%,此时只有配电网工作。在0.3s接入微网,0.5s开始4个周期的谐波含有率为1.90%,并且观察从0.3s接入后,0.3s-0.8s接入阶段的总谐波畸变率平均值在1.53%。说明正常情况下微电网接入对配电网在谐波方面的影响很小。
4.5微电网接入配电网后发生故障时电能质量分析
4.5.1微电网接入配电网后发生单相接地故障时电能质量分析
设定故障为单相按地故障,仿真时间为1s,故障出现时间为0.4s,未设置故障切除时间。发生故障后的并网仿真如图4-12,可以观察到的母线N4电压、电流、功率波形图如图4-13所示。
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