一种分布式光伏电站模糊自适应电压控制方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及分布式光伏电站电压控制领域，具体涉及一种分布式光伏电站模糊自 适应电压控制方法。
【背景技术】
[0002] 光伏电站主要有两种，分别为大规模集中式光伏电站电站(PVPS，Photovoltaic power station)和分布式光伏电站（DPVPS，Distributed Photovoltaic Power Stations)，其中，分布式光伏电站通过逆变器并网，利用并网逆变器控制实现有功、无功的 解耦，并使分布式光伏电站能采用逆变器无功控制为电网提供无功支撑。国家标准《光伏发 电系统接入配电网技术规定》明确规定光伏发电系统功率因数应在超前0.95-滞后0.95范 围内连续可调，且在其无功输出范围内，应具备根据并网点电压水平调节无功输出、参与电 网电压调节的能力，其调节方式和参考电压、电压调差率等参数可由电网调度机构设定。尤 其当分布式光伏电站高渗透并网时，当渗透率达到一定程度后，分布式光伏电站本身的无 功电压控制能力甚至可完全取代调压电容器。目前，国内外对光伏电站无功电压控制问题 进行了相关研究，但主要集中在大型集中式光伏电站的无功电压优化控制和分布式光伏电 站的全局电压控制等方面，对分布式光伏电站的电压、无功独立就地控制方面的研究仍需 进一步深入。因此，开展分布式光伏电站的电压控制研究，对稳定并网点电压、降低高渗透 率分布式光伏电站并网冲击具有积极的意义。
[0003] 综上所述，在分布式光伏电站电压控制研究方面，国内外尚处于起步阶段，如何在 分布式光伏电站高渗透并网场景下，综合考虑部分分布式光伏电站的不可调控特性，利用 本地测量信息实现分布式光伏电站就地电压控制，充分发挥分布式光伏电站本身的电压无 功控制能力，是亟需解决的关键科学问题和技术难题。
【发明内容】
[0004] 为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种分布式光伏电站模糊自适应电压控 制方法。
[0005] 本发明的技术方案为：
[0006] 所述方法包括：
[0007] 步骤1:分布式光伏电站就地电压控制数据采集；
[0008] 所述分布式光伏电站就地电压控制是一种分散式的本地控制方法，其仅需分布式 光伏电站并网点处的本地测量信息，无需与配电网操作管理中心或其他节点进行信息交互 通信，即可实现电压控制，因此，通过本地监测装置(如电压表、电流表、以及功率计算模块 等)采集电压、无功功率、有功功率等作为就地电压控制数据；
[0009] 步骤2:基于模糊逻辑的期望电压区间自适应调整；
[0010] 所述分布式光伏电站期望电压区间自适应调整方法是实现其就地电压自适应控 制的基础，在没有通信交互的情况下，依靠步骤1中测量到的电压、无功功率等信息，将分布 式光伏电站的电压控制在电压期望区间内，共同维持可接受的电压区间分布。
[0011] 所述期望电压区间为分布式光伏电站就地电压控制期望得到的可接受电压幅值 范围，期望电压区间的下限为可接受电压幅值的最小值，期望电压区间的上限为可接受电 压幅值的最大值。
[0012] 所述基于模糊逻辑的期望电压区间自适应调整方法，利用模糊逻辑的内插值适应 性，根据步骤1中本地测量的并网点电压和无功功率值准确地调整期望电压区间范围。
[0013] 所述步骤2通过以下3个步骤完成，包括：
[0014] 步骤21:模糊描述，以电压和无功功率为模糊输入信号，并根据电压和无功功率的 区间限值确定各输入变量的"大"或"小"的性质，比如，当一个变量接近其区间最大限值时， 其性质就定性为"大"，反之，若其接近〇,则定性为"小'，再传递此定性分析结果给输出变 量；
[0015] 步骤22:模糊规则制定，为了得到期望电压区间的上下限值的整定值，根据步骤 21)定性描述的电压和无功功率的状态，由表1来限定期望电压区间范围的大小；
[0016] 表1基于模糊逻辑的电压期望调整
[0018] 表1中，所述NG表示负的最大（简称负大），NP表示负小，ZO表示零，PP表示正小，PG 表示正大;输出变量P表示小，M表示中，G表示大。
[0019]步骤23:模糊输出，根据步骤22)确定了期望电压区间范围后，通过模糊逻辑翻译 将期望电压整定值的大小语言值翻译为定量的数值，如此，由模糊逻辑获取的整定值是准 确量化的，可直接应用到自适应电压控制中。
[0020] 步骤3:含分布式光伏电站的有源配电网运行工况监测；
[0021] 根据步骤1中获取的分布式光伏电站数据信息确定分布式光伏电站的运行状态， 并监测分布式光伏电站并网点电气参数变化情况，如电压、电流、功率变化等，进而确定有 源配电网的运行工况；
[0022] 所述有源配电网的运行状态分别为正常运行工况、扰动运行工况和紧急运行工 况。
[0023] 步骤4:基于控制模式切换的模糊自适应电压控制。
[0024] 采用基于控制模式切换的模糊自适应电压控制方法对分布式光伏电站的电压进 行控制和调整，使电压运行在期望电压区间范围内，保证并网点电压水平。
[0025] 所述步骤4通过以下3个步骤完成，包括：
[0026] 步骤41:针对步骤3中确定的有源配电网不同运行工况，制定出不同的控制模式来 满足多种运行工况的不同需求，不同运行工况对应的控制模式分别如表2所示：
[0027] 表2不同工况下控制模式
[0029] 表2中，所述PQ控制模式为有功功率和无功功率恒功率控制模式;P控制模式为有 功功率控制模式。
[0030] 步骤42:利用步骤2中确定分布式光伏电站电压运行的期望电压区间；
[0031] 步骤43:采用基于控制模式切换的自适应电压控制方法来实现分布式光伏电站就 地电压控制，针对有源配电网不同运行工况，分别制定不同的电压控制方法如下所示： [0032] 1)正常运行工况:在正常运行工况，分布式光伏电站运行在正常控制模式下，即运 行在PQ控制模式下，可通过调节无功功率参考值对电压进行适当调整优化；
[0033] 2)扰动运行工况:在扰动运行工况下，分布式光伏电站由PQ控制模式切换到扰动 控制模式，即模糊自适应电压控制模式，利用无功功率参考值调整控制，在功率因数可调节 范围内吸收或发出无功功率来降低或提高电压，从而实现分布式光伏电站并网点的就地电 压控制；
[0034] 3)紧急运行工况:在紧急运行工况下，电压超过了可接受的限制范围，且分布式光 伏电站已经达到最大可发出感性或容性无功功率，无法再提供无功功率支撑，此时分布式 光伏电站切换至紧急控制模式，即P控制模式，通过降低有功功率来增加无功功率的最大限 制，从而进一步提升无功电压控制能力。
[0035]有益效果
[0036] 与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：
[0037] 1、本发明提供的基于模糊逻辑的电压期望区间自适应调整方法，将基于模糊逻辑 的控制器与运行工况相对应，并兼顾分布式光伏电站的功率因素可调范围和无功限制，从 而智能、自适应地改变期望电压区间的上下限值。
[0038] 2、本发明提供的模糊自适应电压控制方法，利用基于模糊逻辑的期望电压区间自 适应调整方案，根据分布式光伏电站本地测量信息实现就地自适应电压控制，充分发挥分 布式光伏电站本身的电压控制能力，从而稳定并网点电压，并降低分布式光伏电站并网影 响，可促进分布式光伏电站的高渗透消纳，进一步发挥分布式光伏电站