一种阻抗自适应的逆变器无功电压控制参数优化方法_2

文档序号:9289642阅读:来源:国知局
[0045] 其中,&为比例环节,K及Klh为不同谐波对应的积分比例系数,h为谐波次数,s 表;^拉普拉斯变换;
[0046] 步骤6、对含分布式光伏的配电网进行年序潮流计算,并记录配电网各节点各小时 的电压幅值,以配电网各子区域队,B2,…,BN内全年电压偏差最小、全年无功需求量最小、全 年无功损耗最小为目标,采用多目标粒子群优化算法进行各子区域中逆变器V(?控制中 死区宽度D的左端点Vthl和右端点Vth2的参数优化整定。
[0047] 本发明阻抗自适应的逆变器无功电压控制参数优化方法的特点也在于:所述步骤 3中逆变器的无功电压V(?控制方法服从式(6)表征的特性函数:
[0048]
[0049] 式(6)中,V为逆变器并网点电压测量值,Vthl和Vth2分别表示逆变器无功电压调节 死区D左端点和右端点,且参数Vthl和Vth2并非关于额定电压标幺值左右对称以_和V_分 别表示逆变器低电压和过电压保护启动值,取vmin= 0. 9p.u.,Vmax= 1.Ip.u.,其中p.u.表 示电压标幺值,Q_为逆变器当前可吸收无功最大值,Q_由式(7)确定:
[0050]
[0051 ] 式(7)中,P为逆变器输出的有功功率,S_为逆变器额定容量,为逆变器最大 功率因数角,月=成_ ,pcutin为逆变器切入功率,并取p〇?isnax〇
[0052] 本发明阻抗自适应的逆变器无功电压控制参数优化方法的特点也在于:所述步骤 5中采用具有谐波补偿功能的逆变器依次向配电网注入低频谐波电流的方法是按如下方式 进行:
[0053] 各逆变器首先检测配电网中是否含有特定的co次谐波,当未检测到《次谐波时 则某一台逆变器首先注入该次谐波电流以测量该逆变器接入点短路阻抗Z;当检测到有co 次谐波时,说明其它逆变器正在进行短路阻抗Z的测量,此时则不注入谐波,并且该逆变器 的比例谐振控制器单元启动具有谐波补偿功能的阻抗谐振模式,使得该逆变器输出阻抗趋 向无穷大,防止其他逆变器发出的低频谐波电流注入到该逆变器,保证其他在测逆变器测 量结果的准确性;
[0054] 本发明阻抗自适应的逆变器无功电压控制参数优化方法的特点也在于:所述步骤 6中年序潮流计算是指进行8760小时各整数时间点的时序仿真,目标函数按照下式进行:
[0057] 其中,T为时间,MBl为配电网子区域MBf1,2,…,N)中PQ节点个数,VJPV。分 别为节点实测电压幅值及电压参考值,取%= 1.Op.u.,V& thl,\ ^分别为第j个逆变器的 Vthl参数和Vth2参数,VlcJPVhlgh为国家标准规定的节点电压范围,取VlOT= 0. 95p.u.,Vhlgh =1. 05p.u.,A0,,2r'表示第j个逆变器吸收的无功量及当前可吸收的最大无功量,与*表 示第k个逆变器的无功损耗因子,AQk表示第k个逆变器吸收的无功量,a,0,y为多目 标的权重因子,取《=#=r4,优化结果即为各逆变器的死区宽度D的左端点Vthl参数和右端 i 点vth2参数。
[0058] 与已有技术相比,本发明的有益效果体现在:
[0059] 1、本发明方法充分利用逆变器自身的无功电压调节能力,根据分布式光伏所在节 点的不同其电压调节能力亦不同的特点提出了基于epsilon解耦的分区算法,与已有技术 中将所有光伏发电系统作为一个整体进行无功电压调节的方法相比具有通讯量小、各区域 相对独立的优点,使得配电网中分布式光伏发电系统电压的无功优化调节更合理。
[0060] 2、本发明方法采用非对称参数的V(Q)控制参数整定,比现有技术中以电压1.Op. u.为中心的对称参数优化方法更为合理,对于电压偏低的节点其电压调节死区D应相对于 对称时的区间整体偏右移;对于电压偏高的节点其电压调节死区D应相对于对称时的区间 整体偏左移,非对称参数优化使得电压控制更合理,全网无功需求量更小。
[0061] 3、本发明中为确定V(Q)控制中死区D参数的大小采用在线实时监测配电网阻抗 的自适应方法,并提出了具有谐波补偿功能的多台逆变器并联时的短路阻抗测量方法,为 逆变器参数的实时整定提出了很好的解决方案。
[0062] 4、本发明中的多目标优化方法,在保证配电网节点电压不越限的前提下,通过 epsilon解耦算法对配电网进行分区控制,并依据配电网阻抗自适应实时更新整定无功电 压控制参数,年序仿真的多目标优化实现了配电网中各逆变器电压控制参数的整定,使得 电压偏差最小化及整体网络无功需求量最小,具有明显的经济效益。
【附图说明】
[0063] 图1为本发明阻抗自适应的逆变器无功电压控制参数优化方法流程图;
[0064] 图2为本发明阻抗自适应的逆变器无功电压控制参数整定框图;
[0065] 图3为本发明光伏逆变器的无功电压V(?控制特性曲线图;
[0066] 图4为本发明光伏逆变器的自适应阻抗控制特性曲线图;
[0067] 图5为本发明两台光伏逆变器并联时阻抗测量方法框图;
【具体实施方式】
[0068] 本实施例中阻抗自适应的逆变器无功电压控制参数优化方法是按如下步骤进 行:
[0069] 步骤1、对含分布式光伏的配电网进行潮流计算,得到含有M个PQ节点及一个平衡 节点的配电网的Jacobi矩阵Jm,M为正整数,所述配电网的总节点数为M+1;图1所示为阻 抗自适应的逆变器无功电压控制参数优化方法流程图,图1中,逆变器的无功电压控制参 数优化方法具体分为三部分内容:基于epsilon解耦算法的配电网区域划分、基于阻抗自 适应的逆变器控制策略及无功电压控制死区宽度的确定、多目标优化下逆变器死区宽度左 右端点位置确定;图2为阻抗自适应的逆变器无功电压控制参数整定框图,图2中,各分布 式光伏发电系统PVpPV2,…,PVm*散接入馈线中,通过升压变压器T接入配电网中,馈线 线路阻抗为R+jX,D1=fi(Z)为各逆变器的实时阻抗自适应测量单元,Qi=gi(VdDJ为各 逆变器无功电压V(Q)控制模块,其中i= 1,2,…,m。
[0070] 结合图1,配电网的Jacobi矩阵JM按如下方式计算得到:
[0071] (1)、获取配电网的电气参数,电气参数包括线路阻抗、各节点负荷有功及无功分 量、系统电压等级、光伏安装容量、逆变器功率因数运行范围、年小时辐照强度及环境温度。
[0072] (2)、利用电气参数根据Newtown-Raphson算法进行配电网潮流计算,得到配电网 线性化的节点功率方程如式(1):
[0073]
[0074] 式⑴中:
[0075]AS和AV分别为配电网PQ节点的电压相角变化量和电压幅值变化量;
[0076] AP和AQ分别为配电网PQ节点注入的有功功率变化量和无功功率变化量;
[0077]S5P和SVP分别为配电网PQ节点的有功电压相角灵敏度矩阵和有功电压幅值灵敏 度矩阵;
[0078] S5Q和SVQ分别为配电网PQ节点的无功电压相角灵敏度矩阵和无功电压幅值灵敏 度矩阵;则Jacobi矩阵JM为
[0079] 步骤2、对于所述Jacobi矩阵JM中的无功电压幅值灵敏度矩阵SVQ按行进行归一 化,得到归一化矩阵S'VQ,并对所述归一化矩阵S'VQ进行epsilon解親计算,具体按如下 步骤进行:
[0080] ⑴、矩阵SVQ表征为:SVQ=[sJmxm,Sl]为矩阵SVQ第i行第j列的元素,则有:
[0081]
[0082] 记KpK2~IV"KM依次为矩阵SVQ中各行元素绝对值的最大值,并对矩阵SVQ各行 按Si/ =Sg/Ki进行归一化,得到归一化矩阵S'VQ,S' VQ= [s' ;u]mxm;其中:i,= 1,2,…,M,所述矩阵SVQ和矩阵S'VQ均为M维矩阵。
[0083](2)、对所述归一化矩阵S' %按如下过程进行epsilon解耦计算得到强耦合性节 点矩阵成Q :设定阈值e,并按式(2)对矩阵S'VQ进行epsilon解耦计算得到强耦合性节 点矩阵5^:
[0084]
(2}
[0085] 若VVQ中元素V。为P<e,则令V0 ;
[0086] 若S'VQ中元素s'。为|s'J彡e,则保持
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