一种阻抗自适应的逆变器无功电压控制参数优化方法_3

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s' ^原先数值;&中各元素均大 于e,eSR为残差矩阵,SR*各元素均小于或等于1 ;
[0087] (3)、矩阵《通过式⑶的行列置换矩阵W的变换得到由N个分块矩阵心為…^ 构成的对角矩阵=(私?M,為,? 為I.} ' 况么髮;
[0088]
(3)
[0089] 式⑶中,行列置换矩阵W由深度优先搜索DFS算法计算得到;
[0090] (4)、采用线性递增法确定最优阈值£p:
[0091] 选取e满足s'min彡e彡s' _,取e从s'min开始按照步长Ae= 〇?Is'max 进行线性递增,重复步骤2中(2)至(3)的过程,计算不同e下矩阵S'VQ的印silon解耦计 算,当首次计算得到所有分块矩阵Ai、A2~AN的维数均不超过矩阵S'VQ维数的15% -20% 时,确定此时的e为最优阈值ep;s'min和s' _分别为矩阵S'VQ中元素s' ^的最小 元素和最大元素;
[0092] (5)、由所述行列置换矩阵W及最优阈值ep对矩阵S' %进行最优epsilon分解 得到最优对角矩阵$還为:
[0093]
[0094] 所述最优对角矩阵與|中N个分块矩阵虬A2,…,AN分别一一对应将配电网中M个 PQ节点划分到N个相互独立且不重叠的子区域队,82,…,BNft,且在配电网同一子区域中的 各节点视为电压无功强耦合点,不同子区域之间各节点则具有弱耦合性。
[0095] 步骤3、所述配电网中N个相互独立且不重叠的子区域队,B2,…,BN内逆变器均采 用无功电压V(?控制方法进行光伏并网点的电压调节;图3为所述的逆变器的无功电压 V(Q)控制特性曲线图,图3中,横轴V为逆变器并网点电压测量值,Vthl、Vth2分别表示光伏逆 变器无功电压调节死区左端点和右端点,V_、V_分别表示逆变器低电压和过电压保护启 动值,取V_= 0. 9p.u.,V_= 1.Ip.u.,Q_为光伏逆变器当前可吸收无功最大值,光伏逆 变器死区宽度D= (Vth2-Vthl)/2,当逆变器并网点电压超过节点电压安全约束范围(0.95p. u.,1.05p.u.)时,逆变器启动无功电压V(?控制以调节节点电压使其回归到电压安全约 束范围内,其中p.u.表示电压标幺值。
[0096] 步骤4、采用由逆变器向配电网注入低频谐波电流的阻抗自适应方法在线实时测 量各逆变器接入点短路阻抗Z,并由测量得到的阻抗Z与根据式(4)的阻抗自适应特性曲线 D=f(Z)确定无功电压V(Q)控制的死区宽度D:
[0097]
[0098] 式⑷中,0_和D_分别为逆变器死区宽度最小值和最大值,取D_=0,D_ = 0. 2p.u.,ZJPZ"分别表示阻抗自适应下垂区间的最小值和最大值,ZJPZH由通过实际测 量获得的逆变器并网点短路阻抗最小值和最大值确定;图4为光伏逆变器的自适应阻抗控 制特性曲线图D=f(Z),当确定逆变器并网点短路阻抗最小值4和最大值Z#寸,由当前测 量得到的逆变器接入点短路阻抗Z代入式(4)即可计算出此时该逆变器无功电压V(?控 制的死区宽度D。
[0099] 由逆变器向配电网注入低频谐波电流的阻抗自适应方法在线实时测量各逆变器 接入点短路阻抗Z是按如下过程进行:
[0100] 通过逆变器向配电网注入低频谐波电流,并在线实时测量逆变器并网点处的电压 向量及电流向量,按式(5)计算得到该时刻逆变器的接入点短路阻抗Z:
[0101]
(5)
[0102] 式(5)中,V和I分别为逆变器并网点处电压及电流幅值,ft和约分别为逆变器并 网点处电压相角和电流相角,心和"分别为电网电阻和电抗分量,co为注入谐波次数。
[0103] 步骤5、在含有2台及以上的逆变器并联接入配电网时,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测量各逆变器接入点短路阻抗Z,所述逆变 器具有的谐波补偿功能由比例谐振控制器单元实现;所述比例谐振控制器单元的传递函数 Gconp (s)为:
[0104]
[0105] 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 表示拉普拉斯变换;图5为两台光伏逆变器并联时阻抗测量方法框图,图中,Rg+jXg为变电 站阻抗,Iinvl,Iinv2分别为逆变器1和逆变器2注入的谐波电流,Zinvl,Zinv^别为逆变器输 出阻抗,Vin]h为注入的谐波电流产生的谐波电压,光伏逆变器1和光伏逆变器2分别通过谐 波补偿器1和谐波补偿器2并联接入变电站,通过传递函数为G_p (s)的比例谐振控制单元 实现2台及多台并联逆变器的短路阻抗的实时测量。
[0106] 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。
[0107] 本实施例中,对于步骤3中逆变器的无功电压V(Q)控制方法服从式(6)表征的特 性函数:
[0108]
(6)
[0109] 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:
[0110]
m:
[0111] 式⑵中,P为逆变器输出的有功功率,S_为逆变器额定容量,?W为逆变器最大 功率因数角,1| = ,pratin为逆变器切入功率,并取Pratin= 〇.1S
[0112] 本实施例中,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:
[0113] 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;如图5所示,图中光伏逆变器2在进行短路阻抗的测量,并向配电网注入 谐波电流Iin_]h,此时光伏逆变器1检测到配电网中的谐波电流Iin_]h,故光伏逆变器1启动阻 抗谐振模式,启动阻抗谐振模式后其输出阻抗为无穷大,阻止了光伏逆变器2的谐波电流 注入到光伏逆变器1而导致测量结果不准确。
[0114] 本实施例中,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:
[0117] 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.,△岛心;^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,5^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《=及=7=^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 端点Vth2参数。
【主权项】
1. 一种阻抗自适应的逆变器无功电压控制参数优化方法,其特征是按如下步骤进行: 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 的配电网的化cobi矩阵Jm,M为正整数,所述配电网的总节点数为M+1 ; 所述配电网的化cobi矩阵Jm按如下方式计算得到: (1) 、获取所述配电网的电气参数,所述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
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