一种基于样板机的光伏功率调节方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统发电技术领域，具体涉及一种基于光伏功率控制系统的样板机法分配策略。
【背景技术】
[0002]近几年来，随着光伏技术的发展和成熟，光伏电站得到大力推广，并进行了规模化的建设。建成的光伏电站需要并入电网，并进行功率控制，以实现电能优化和电力调度。功率优化控制子站需要把调度指令合理分配，并下发到每一台逆变器。目前主导的几种分配策略一一平均分配法、等比例分配法和相似裕度分配法等，无疑都需要获得逆变器的实时输出能力，即调节上限实时值。然而，市面上的逆变器基本上都不具备实时输出调节上限的能力，功率优化控制子站也只好通过定值设置的方式代替该值。由此，在逆变器实际调节上限达不到设定值时，就会导致目标指令分配给已经不具备调节能力的逆变器，必然地降低了控制的效率。为了获得逆变器实时的调节上限，实现更佳的控制效果，就有必要引入一种新型的分配方法——样板机法分配方法。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种基于光伏功率控制系统的样板机法分配方法，该方法同样适用于风电等其它技术领域。
[0004]本发明具体采用以下技术方案:
[0005]一种基于样板机的光伏功率调节方法，其特征在于:在光伏电站区域内设置某一或某几个逆变器作为样板机，使其运行于不限功率模式、额定功率输出模式或最大有功功率输出模式，采用所述样板机的实时有功功率表征该区域中所有逆变器有功功率实时调节上限，根据功率控制子站下发的有功功率目标指令实现对光伏电站区域内逆变器的有功功率调节。
[0006]一种基于样板机的光伏功率调节方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
[0007]步骤1:确定样板机数量，所选择的样板机能够反映某一区域内所有同类逆变器的实际发电能力；在确定样板机数量时:根据本区域内逆变器总数，选取样板机的比例不超过逆变器总数的10% ;步骤2:根据步骤I确定的样本机数量，选择光伏电站区域内既定数量的逆变器作为样板机，设置所选择的样板机，使其运行于不限功率模式、额定功率输出模式或最大有功功率输出模式；
[0008]步骤3:估算有功功率调节上限，采用所述样板机的实时有功功率表征该区域中除样板机外的所有逆变器有功功率实时调节上限；
[0009]步骤4:对功率控制子站下发的有功功率目标指令在光伏电站区域内进行有功功率分配；基于步骤3确定的逆变器有功功率实时调节上限，采用相似裕度的分配方法将功率控制子站下发的有功功率目标指令在除样板机外的所有逆变器中进行有功功率分配。
[0010]本申请还进一步优选包括以下方案:
[0011]在步骤2中，在选择样板机时:a)按照光照条件即地理位置和地势均匀分布为条件划片选取样板机山)按照逆变器的不同品牌型号、不同容量，选取设定比例的逆变器作为样板机:
[0012]按照步骤I确定的数量选择不同光照条件或不同品牌型号的逆变器作为样板机:当所有逆变器均为同品牌型号，且光照条件基本一致时，按照地理位置平均划分，然后选择样板机；当所有逆变器均为同品牌型号，但光照条件有较大差异时，按照不同的光照条件进行划分，然后选择样板机；当逆变器存在品牌型号差异，但光照条件基本一致时，按照逆变器品牌型号及其分布区域进行划分，然后选择样板机；当逆变器存在品牌型号差异，且光照条件有较大差异时，先按照不同的光照条件进行划分，然后在划分后的各个区域里再依照逆变器品牌型号按比例选择；
[0013]在步骤2中，如果所选择的逆变器存在运行故障、通讯故障，或其它原因导致有效样板机数量不足时，则按照预先设定好的顺序依次自动选择正常运行的逆变器为样板机，设置其运行于不限功率模式、额定功率输出模式或最大有功功率输出模式，使得最终的有效样板机数量符合定值要求；其中，所述预先设定的顺序可以是逆变器的编号顺序、地理位置排序，或是通讯地址顺序。
[0014]在步骤2中，按照步骤I确定的数量选择不同光照条件或不同品牌型号的逆变器作为样板机，通过就地操作或远方后台操作，更改其工作模式为不限功率模式；然后对所选择的样板机进行有效性判断，只有运行正常、通讯完好、无故障无闭锁且工作在不限功率模式下的样板机才是有效样板机；当所选择的有效样板机数量小于设定值时，通过自动选择的方式继续选择运行正常、通讯完好、无故障无闭锁的逆变器作为样板机，直到满足样板机的数量要求，同时通过远方遥控将自动选择的逆变器的工作模式设置为额定功率输出模式或最大有功功率输出模式。
[0015]在步骤3中，当有效样板机的数量小于3时，取所有有效样板机实时有功功率的平均值作为该区域中除样板机外的所有逆变器有功功率实时调节上限；
[0016]当有效样板机的数量大于等于3时，去掉样板机中一个实时有功功率最大值和一个实时有功功率最小值，其余有效样板机实时有功功率值的平均值作为该区域中除样板机外的所有逆变器有功功率实时调节上限；或者计算每一个样板机实时有功功率值与所有样板机整体实时有功功率平均值的偏差，去掉偏差最大的实时有功功率值，其余有效样板机实时有功功率的平均值作为该区域中除样板机外的所有逆变器有功功率实时调节上限。
[0017]在步骤4中，设定光伏电站区域，即所调节区域内除样板机以外的所有并网可调逆变器的数量为n，有功功率实发值为Pnow，可调上限为Pmax，目标指令为Pcmd，所述目标指令是经过转换的、针对所调节区域内不计样板机的所有并网可调逆变器的总指令，通过样板机得到的单台逆变器的调节上限为Pref，则:
[0018]Pnow = Plnow+P2now+......+PNnow ；
[0019]Pmax = Pref^n ;
[0020]当Pcmd>Pnow 时，
[0021]向上调节比例 Kup = (Pcmd - Pnow) / (Pmax - Pnow);
[0022]PNcmd = PNnow+Kup*(Pref - PNnow);
[0023]当PcmcKPnow 时，
[0024]向下调节比例 Kdown = Pcmd/Pnow ；
[0025]PNcmd = Kdown*PNnow ；
[0026]式中，PNnow为并网可调逆变器的实发有功功率，PNcmd为并网可调逆变器的目标有功功率，N为逆变器的编号，取值I?η。
[0027]本发明具有以下有益技术效果:
[0028]所述样板机法分配方法，弥补了目前逆变器无法实时上送调节上限的不足，极大程度地提高了所分配目标指令的有效性，使得单个逆变器的目标指令不超出它的实际调节范围，提升了执行的速度，提高了控制的效率。
[0029]所述样板机法分配方法，人工设置的方式可以直接指定优选的逆变器为样板机，使其更具有代表性；自动选择的方式通过程序判断选择，可以作为人工设置方式的补充，具有灵活、方便的特点。结合样板机的人工设置和自动选择，既突出了样板机的代表作用，又使得样板机的选择更加可靠完善，并且易于应用。
【附图说明】
[0030]图1为本发明基于样板机的光伏功率调节方法流程示意图；
[0031]图2为本发明基于样板机的光伏功率调节方法之样板机选择与设置子流程示意图。
【具体实施方式】
[0032]以下就结合说明书附图一一基于样板机的光伏功率调节方法流程示意图，来进一步说明本发明的【具体实施方式】。
[0033]本申请公开的样板机法分配方法，如附图1所示，包括以下步骤:
[0034]步骤1:确定样板机数量，所选择的样板机能够反映某一区域内所有同类逆变器的实际发电能力；在确定样板机数量时:根据本区域内逆变器总数，选取样板机的比例不超过逆变器总数的10%。例如，一个总容量为100MW的光伏电站，采用单台容量为500kW的逆变器，则全站共有200台逆变器，按照汇集线数量进行区域划分，为方便说明，假定平均划分为5个区域，则每个区域包含40台逆变器，可设置样板机数量为4 ;
[0035]步骤2:根据步骤I确定的样本机数量，选择光伏电站区域内既定数量的逆变器作为样板机，设置所选择的样板机，使其运行于不限功率模式、额定功率输出模式或最大有功功率输出模式；在样板机选择与设置时，如附图2所示，应遵循以下流程:
[0036]首先，直接设置样板机:a)按照光照条件即地理位置和地势均匀分布为条件划片选取样板机；b)按照逆变器的不同品牌型号、不同容量，选取设定比例的逆变器作为样板机。当所有逆变器均为同品牌型号，且光照条件基本一致时，按照地理位置平均划分，然后选择样板机；当所有逆变器均为同品牌型号，但光照条件有较大差异时，按照不同的光照条件进行划分，然后选择样板机；当逆变器存在品牌型号差异，但光照条件基本一致时，按照逆变器品牌型号及其分布区域进行划分，然后选择样板机；当逆变器存在品牌型号差异，且光照条件有较大差异时，先按照不同的光照条件进行划分，然后在划分后的各个区域里再依照逆变器品牌型号按比例选择。选择后的样板机，通过就地操作或远方后台操作，更改其工作模式为不限功率模式。人工设置的样板机数量应该和设置的样板机数量一致。上例中，根据本要求每个区域需要选择4台逆变器作为样板机，并且设置其运行于不限功率模式；
[0037]其次，对直接设置的样板机进行有效性判断，只有运行正常、通讯完好、无故障无闭锁且工作在不限功率模式下的样板机才是有效样板机。在样板机有效性判断的同时，统计每一个区域有效样板机的数量，记为number。
[0038]然后，进行自动选择的判断与执行。当有效样板机数量number等于设置的样板机数量时，完成样板机选择；当有效样板机数量number大于设置的样板机数量时，将产生告警事件，提示运行人员检查并处理异常。当有效样板机数量number小于设置的样板机数量时，需要进行自动选择，即按照数量差额，依次选择那些运行正常、通讯完好、无故障无闭锁，且运行在限功率模式的逆变器为样板机，选择顺序可以是逆变器的编号顺序，地理位置排序，或是通讯地址顺序等。对于上例，数量差额为4-mumber，也即需要自动选择4-number台逆变器作为样板机。自动选择的样板机，需要设置其有功功率目标指令为额定功率或最大功率。完成自动选择后，需要重新统计