含光伏电源的10kV配电网功率协调控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种IOkV配电线路的功率控制方法，特别是设及一种含光伏电源的 OkV配电网有功/无功协调控制方法，属于分布式电源控制技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着分布式电源及其并网技术的不断发展，分布式电源由于其更灵活、更 靠近负荷侧、对环境更友好的特点，在世界范围内正得到越来越多的重视和应用。
[0003] 分布式电源（简称DG)接入配电网后，彻底改变了配电网的结构，使配电网从单电 源福射状结构变为遍布电源的复杂结构，运种结构的改变将对配电网的无功电压特性产生 重大影响。W风电、光伏为代表的分布式新能源接入不仅改变了传统配电网能量单向流通 的特性，且因其发电的间歇性、波动性和不确定性使得电压波动更显剧烈，更因其通过电力 电子变换器的连接使得配电网的无功电压特性无论是稳态还是暂态都带来显著的变化，进 而对配电网的无功电压控制带来很大的挑战。为了更好的接纳DG，充分发挥DG的积极作用 而抑制其负面影响，需要对DG对配电网无功电压特性的影响机理进行深入分析和研究，进 而研究配电网适应DG接入的无功电压控制方法，确保配电网的安全可靠及经济运行。
[0004] 在各种DG中，目前最受关注的无疑是分布式光伏电源，从2013年W来得到了政府 的一系列扶持政策：2013年6月14日，国务院常务会议促光伏发展六条措施，着力开发国 内光伏地面电站和分布式应用。7月15日，《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意 见》，细化了国六条的扶持纲领，同时上调国内光伏装机目标，提出到2015年实现35GW累计 装机量。8月14日，发改委《分布式发电管理暂行办法》明确由电网负责分布式外部设施 安装与线路改造，减少分布式并网与售电难度，缩短补贴周期为按月结算。8月20日，能源 局《关于开展分布式光伏发电应用示范区建设的通知》，能源局公布了第一批分布式光伏示 范区名单，设及7省5市共18个示范区项目，2013~2015年累计装机1. 823GW，其中今年 开建749丽，示范区度电补贴0.42元/度。8月30日，将分布式发电补贴确定为0.42元/ 度，大型地面电站将全国按光照资源区分为=类，标杆上网电价分别为0. 9元/度、0. 95元 /度和1元/度，补贴标准原则发放20年。11月4日，能源局《关于征求2013、2014年光 伏发电建设规模意见的函》，要求在不出现弃光限电的情况下，将2014年光伏发电建设规模 上调至12GW，其中屋顶电站为主的分布式光伏为8GW，地面电站为4GW。11月26日，能源局 《光伏发电运营监管暂行办法》，适用于地面电站和分布式运营。规定由能源主管部口和派 出机构监督光伏运营商和电网。重点对光伏发电质量、配套电网建设、并网服务、并网时限 等进行监督。监管优先调度光伏发电和电网收购光伏发电电量情况。一系列密集的关于扶 持光伏发展的政策表明了光伏发电必将成为未来的趋势。 阳0化]一般来说，为了避免给电网造成波动影响，光伏等各种DG目前多数采用定功率因 数运行的方式，按照一个合适的功率因数中间值来控制无功出力，运样可W减少由于出力 变化而造成的波动，但同时也放弃了分布式电源原有的部分无功调节能力，把动态控制变 为静态运行。而部分分布式电源保留了其无功调节能力，但对于如何制定其出力的策略和 判据的问题则仍待解决：如果保持精准、实时的控制可W有较好的调压效果，但控制流程和 算法会比较复杂，操作起来具有一定的难度；如果采用粗放式的控制又很难保证调压的效 果，可能会出现频繁动作或者电压越限的情况。
[0006] 大规模的DG接入配电网有可能会造成某些时刻集中发电，形成大量的功率倒送， 导致部分节点电压出现越限的情况。为保证电网可W安全稳定运行，目前的DG接入容量一 般都会被严格限制。相对于其他的分布式电源，光伏电源由于其配置了逆变器，可W实现有 功功率和无功功率的解禪，因此其无功调节更加灵活方便。在配电线路无功不足、电压偏低 的时候，可W让光伏电源运行在滞后的功率因数，往电网输送无功W抬升电压；在配电线路 无功过多、电压偏高的时候，可W让光伏电源运行在超前的功率因数，吸收电网中过多的无 功来降低电压。
[0007]此外，光伏电源的出力昼夜变化较大，在不同的条件下无功调节应考虑的重点不 同。在白天光伏电源发电的时候，为提高经济效益和利用效率，此时应尽量多发有功功率， 无功控制的目的在于避免节点电压越限；在夜里光伏电源无法产生有功出力的时候，一般 负荷也较轻，此时无功功率不宜过多，因此应考虑让电压运行在一个相对稳定的范围内，减 少无功流动，降低网络内的有功损耗。
[0008] 因此，需要提出一种光伏电源的功率协调控制方法，考虑如何利用光伏电源原有 的无功调节能力，协调光伏电源有功出力和无功出力，减少配电线路的节点电压越限，改 善配电网的电压质量和提高节能降损能力，运也成为当今配电网发展必须要解决的一个问 题。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是为了解决上述现有技术中光伏电压无功控制的缺陷，提供一种提 高分布式电源接入配电网的容量，更好地实现配电网和光伏电源的无功控制，实现节能降 耗的含光伏电源的IOkV配电网功率协调控制方法。
[0010] 该方法通过检测光伏电源的有功出力，在不同的情况下采用不同的无功控制策 略，在保证电压质量的前提下可W让DG考虑多发有功功率，提高分布式电源接入配电网的 容量，从而更好地实现配电网和光伏电源的无功控制，进一步挖掘配电网无功补偿设备的 潜力，达到节能降耗的目的。
[0011] 本发明的目的可W通过采取如下技术方案达到：
[0012] 含光伏电源的IOkV配电网功率协调控制方法，包括W下步骤：
[0013] 1)从控制系统读取光伏电源的有功出力数据；
[0014] 2)判断有功出力是否大于逆变器额定容量的20%，若是，则进入步骤3)，若否，贝U进入步骤4);
[0015] 3)判断光伏电源的并网点电压是否越限，若越限，则通过调整光伏电源的无功出 力来使并网点电压不越限，若不越限，则结束本次操作；
[0016] 4)判断光伏电源的并网点电压是否处于IOkV~10. 4kV之间，若否，则通过调整光 伏电源的无功出力来使并网点电压处于IOkV~10. 4kV之间，若是，则结束本次操作。
[0017]为进一步实现本发明目的，优选地，步骤3)所述的并网点电压越限是指并网点电 压幅值小于9. 3kV或大于10. 7kV。
[0018] 优选地，步骤3)所述中调整光伏电源的无功出力来使并网点电压不越限通过如 下方式进行：当并网点电压小于9. 3kV时，增加光伏电源的无功出力，直到并网点电压大于 9. 3kV或光伏电源的无功出力达到极限；
[0019] 当并网点电压大于10. 7kV时，减少光伏电源的无功出力，直到并网点电压小于 10. 7kV；
[0020] 若光伏电源的无功出力已经减少到0而并网点电压仍然大于10. 7kV，则光伏电源 改为超前功率因数运行，即改为吸收无功功率，直到并网点电压小于10. 7kV或光伏电源的 无功出力达到极限；若光伏电源的无功出力达到极限而并网点电压仍然大于10. 7kV，则在 不超过逆变器容量的前提下，减少光伏电源的有功出力，增加无功出力，即吸收更多的无功 功率，直到并网点电压小于10. 7kV或光伏电源的有功出力减少到0。
[0021] 优选地，步骤4)中所述调整光伏电源的无功出力来使并网点电压处于IOkV~ 10. 4kV之间通过如下方式进行：当并网点电压小于IOkV时，增加光伏电源的无功出力，直 至IJ并网点电压大于IOkV或光伏电源的无功出力达到极限；当并网点电压大于10. 4kV时，减 少光伏电源的无功出力，直到并网点电压小于10. 4kV或光伏电源的无功出力达到极限。
[0022] 本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：
[0023] 1、本发明提出的含光伏电源的IOkV配电网功率协调控制方法，可W从S个手段 出发，减少光伏电源接入配电网后的电压越限情况，一是在必要时候光伏电源要运行在超 前的功率因数吸收无功功率，二是光伏电源超前的功率因数可W使无功出力达到逆变器容 量限制，=是在必要时候减少有功出力，增加无功出力来避免电压越限，从而有助于增加配 电网对光伏电源的消纳能力。
[0024] 2、本发明的含分布式电源的IOkV配电网功率协调控制方法提出，在光伏电源有 功出力超过20%时，需利用无功调节能力来维持节点电压在合格范围；必要的时候光伏电 源应运行在超前的功率因数来吸收无功功率，从而保证配电网的电压稳定和安全运行。
[0025] 3、本发明提出的含光伏电源的IOkV配电网功率协调控制方法，通过判断光伏电 源的有功出力，可W对光伏电源在不同条件下进行针对性的控制，从而满足不同情况下的 电压要求和无功需求。
【附图说明】
[0026] 图1为本发明的含光伏电源的IOkV配电网功率协调控制方法流程图。
[0027] 图2为本发明在I