分布式光伏群调群控控制系统及方法与流程

1.本发明涉及分布式电源、智能电网线路上接入分布式光伏的优化调度控制技术领域，尤其涉及一种分布式光伏群调群控控制系统及方法。


背景技术：

2.随着分布式光伏电源的迅猛发展，对电网安全稳定运行必然带来影响，仅依靠人工把关控制已难以满足电网发展的需要，必须采取有效措施以适应未来多种能源协同调控的需要。
3.nb/t10128
‑
2019等国家能源局新规范要求分布式光伏需要接入调度机构的有功、无功及电压控制系统，对电力来说，满足新规范需要建设分布式电源控制主站及制定标准。
4.同时，随着配电智能化的逐步推进，配网的无功分布及优化将变得日益重要。
5.此外，配电网主动控制是在配电网中引入主动控制机制，是未来智能配电网实现对接入的分布式光伏进行主动管理的有效解决方案，可以有效的解决分布式电源出力的随机性及不输出无功的纯电源特性，解决利用分布式光伏参与配网调度的新发电源与配电输送之间进行协调的新挑战。


技术实现要素：

6.本发明针对现有技术存在的缺陷和不足，提出一种分布式光伏群调群控控制系统及方法，有效的解决了能源发电与电网输电协同调控的需要的问题。同时，提供了一种针对分布式光伏出力、无功及电压支撑的网源协同调度方法，可以解决位于10kv线路中的分布式光伏发电源仅提供有功，不提供无功，且有功不可控的现存问题。为电网提供更高效及更低的线路损耗的调度方法。
7.分布式光伏群调群控控制系统实时监控光伏站点所在的整条线路的柱上开关、环网开关及分断开关，通过采集到的有功、无功、功率因数及电压的参数，经过dms分布式光伏计算控制及操作组件，计算出定值后，将控制计算定值结果通过主站dms指令下发给光伏子站服务器，光伏子站服务器执行定值控制。本发明能够明显优化10kv分布式线路无功分布、提高电网输电效率、降低输电损耗及光伏出力对电网的冲击。
8.其提供的分布式光伏群调群控控制算法，采用目标函数定值控制模型，以光伏所在线路的实时状态为输入，得到线路所在的光伏电站所需的控制参量；基于闭环反馈自动化算法，实时控制线路内的有功出力、无功分布及电压调整范围，优化10kv分布式线路无功分布、提高电网输电效率、降低输电损耗及光伏出力对电网的冲击。
9.其具体采用以下技术方案：一种分布式光伏群调群控控制系统，其特征在于，包括：分布式光伏dms主站监控模块、dms主站指令下发组件、dms主站10kv柱上开关及分断开关信息采集组件和dms分布式光伏计算控制及操作组件；所述分布式光伏dms主站监控模块用于汇总并显示分布式光伏信息，并用于检测
和判断线路是否需要整定；所述dms主站指令下发组件使用电力远动104协议扩展交互规约，下发控制定值及控制指令，收集分布式光伏子站控制信息；所述dms主站10kv柱上开关及分断开关信息采集组件用于收集分布式光伏站点所在线路上的柱上开关、环网开关、分断开关及与此线路关联的主变10kv开关的信息；所述dms分布式光伏计算控制及操作组件根据收集到的分布式电站信息及其光伏电站所在的线路的信息，计算出各个电站需要的控制量，通过dms主站指令下发组件下发至光伏子站。
10.进一步地，所述分布式光伏dms主站监控显示包括：分布式管理及数据统计信息、地图信息展示和电压曲线及有功、无功柱状图。
11.进一步地，根据以上分布式光伏群调群控控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1： 通过dms主站10kv柱上开关及分断开关信息采集组件，采集光伏电站所在的10kv线路上的各柱上开关、分断开关、环网开关、线路相连的主变10kv开关上的有功、无功、电压及电流信息；步骤s2：将采集到的数据发送至分布式光伏dms主站监控模块，所述分布式光伏dms主站监控模块检测线路有功、无功及电压是否异常或者超过目标函数目标值，将判断需要整定的线路参数发送至dms分布式光伏计算及控制模块；步骤s3：所述dms分布式光伏计算及控制模块计算出线路需要整定的值，将值发送至dms主站指令下发组件；步骤s4： dms主站通过电力远动104扩展规约，将分布式光伏电站需要调整的有功及无功量下发至电站群调群控服务器，并且接收分布式光伏电站群调群控服务器反馈的控制情况及控制结果；步骤s5：所述分布式光伏dms主站监控模块将子站控制情况展示在监控界面上。
12.进一步地，在步骤s2
‑
步骤s3中，通过柱上开关、环网开关、分断开关或者主变10kv开关，检测到线路感性无功大于限制q感性限，则采集统计分断开关实时的q
感性无功
，设置定值q
光伏容性控制无功
=|q
分断感性无功
|，并且下发给光伏子站。
13.进一步地，在步骤s2
‑
步骤s3中，通过柱上开关、环网开关、分断开关或者主变10kv开关，检测到线路容性无功大于限制q容性限，但线路电压不超过电压上限值，则不进行光伏子站感性无功补偿；若线路感性无功大于限制q容性限，则采集统计分断开关实时的q
容性无功
，设置定值q
光伏感性控制无功
=|q
分断容性无功
|，并且下发给光伏子站。
14.进一步地，在步骤s2
‑
步骤s3中，当线路上有电压敏感型用户时，通过主站设置电压波动上限及电压波动下限，并且下发给子站，由子站进行电压波动范围控制。
15.进一步地，在步骤s2
‑
步骤s3中，当线路进行检修，线路需要临时切换到其他线路，主站实时监测线路上各监控点是否超过线路承载能力，若超过，对光伏站点下达p控制=p发
‑
p限，防止线路过载。
16.进一步地，在步骤s2
‑
步骤s3中，当上一级主站需要下发发电限额控制，主站根据线路实际情况，进行功率控制。
17.进一步地，在步骤s2
‑
步骤s3中，当检测到光伏所在的线路频率异常上升，并且多
点确认，则通过自动控制系统对分布式光伏进行出力限制，待所在站点线路频率稳定后再行解除限制。
18.进一步地，采用目标函数定值控制模型，以光伏所在线路的实时状态为输入，得到线路所在的光伏电站所需的控制参量；基于闭环反馈自动化算法，实时控制线路内的有功出力、无功分布及电压调整范围。
19.本发明及其优选方案通过建设分布式dms群调群控控制系统，在多元全感知采集线路信息的情况下，实现分布式光伏电站对电网的有效支撑，能够明显的优化10kv分布式线路无功分布、提高电网输电效率、降低输电损耗及光伏出力对电网的冲击。
20.且在配网主动控制的“源
‑
网
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荷”信息互动的框架下，以源、荷为研究对象，以10kv输电网为连接媒介，以监控线路信息等技术手段，分析10kv输电线路中的有功需求、无功及电压分布，建立起分布式光伏电源与线路及线路中的负荷之间的点对点、点对线的互动机制，并为各类应用提供支撑。
21.解决了分布式光伏电源作为纯有功输出点，不参与电网调度现阶段线路问题，并为电网调度提供了一套自动化控制思路。
附图说明
22.下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：图1是本发明实施例群调群控系统结构示意图；图2是本发明实施例控制方式的流程示意图；图3是本发明实施例典型应用线路示意图；图4是本发明实施例控制逻辑示意图；图5是本发明实施例应用典型示意图；图6是本发明实施例主站监控界面示意图；图7是本发明实施例单控操作界面示意图；图8是本发明实施例群控操作界面示意图。
23.图中：100、分布式光伏群调群控控制系统；110、dms主站10kv柱上开关及分断开关信息采集组件；120、分布式光伏dms主站监控组件；130、dms分布式光伏计算控制及操作组件；140、dms主站指令下发组件；200、主变10kv馈线开关；210、线路分断开关；220、用户柱上开关；230、户外环网柜开关；240、光伏电站1柱上开关；250、线路投切开关；260、光伏电站2柱上开关。
具体实施方式
24.为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：如图1所示，本实施例提供的分布式光伏群调群控控制系统100，包括：一个分布式光伏dms主站监控组件120、一个dms主站指令下发组件140、一个dms主站10kv柱上开关及分断开关信息采集组件110和一个dms分布式光伏计算控制及操作组件130；分布式光伏dms主站监控：用于显示日常的分布式光伏汇总信息及图标展示，并用于检测和判断线路是否需要整定。
25.dms主站指令下发组件：使用电力远动104协议扩展交互规约，下发控制定值及控制指令，收集分布式光伏子站控制信息。
26.dms主站10kv柱上开关及分断开关信息采集组件：该组件用于收集分布式光伏站点所在线路上的柱上开关、环网开关、分断开关及与此线路关联的主变10kv开关的信息。
27.dms分布式光伏计算控制及操作组件：根据收集到的分布式电站信息及其光伏电站所在的线路的信息，通过算法计算，计算出各个电站需要的控制量，通过dms主站指令下发组件下发至光伏子站。
28.如图2所示，本实施例公开了一种分布式光伏群调群控的控制方式，包含如下步骤：步骤一： 通过dms主站10kv柱上开关及分断开关信息采集组件，采集光伏电站所在的10kv线路上的各柱上开关、分断开关、环网开关、线路相连的主变10kv开关上的有功、无功、电压及电流信息步骤二：将采集到的数据发送至分布式主站监控模块，主站监控模块根据预设的线路算法，检测线路有功、无功及电压是否异常或者超过目标函数目标值，将判断需要整定的线路参数发送至dms分布式光伏计算及控制模块。
29.步骤三：dms分布式光伏计算及控制模块通过预设的算法，计算出线路需要整定的值，将值发送至dms主站指令下发组件。
30.步骤四： dms主站通过电力远动104扩展规约，将分布式光伏电站需要调整的有功及无功量下发至电站群调群控服务器，并且接收分布式光伏电站群调群控服务器反馈的控制情况及控制结果。
31.步骤五：分布式光伏主站监控将子站控制情况展示在监控界面上。
32.交互上传的数据包括但不限于遥测定值反馈，遥测电站控制信息反馈，遥信站点现控制情况反馈、遥信全站情况反馈、遥信有功控制反馈、遥信无功控制反馈、遥信电压控制反馈。
33.如图3所示，本发明应用的一个典型线路图，分布式光伏群调群控控制系统分别采集200、主变10kv馈线开关；210、线路分断开关；220、用户柱上开关；230、户外环网柜开关；240、光伏电站柱上开关；250、线路投切开关等开关的电压、电流、有功、无功及功率因数的电参量，用以送至主站监控模块。
34.如图4所示，基于以上系统和控制方案，本实施例采用的光伏群调群控控制算法包括如下步骤：步骤1：通过柱上开关、环网开关、分断开关或者主变10kv开关，提取线路上的线路电参量及电站参数。
35.步骤2：如图5所示的典型线路应用中，对输入的电参量进行如下检测：检测1：检测到线路200主变10kv馈线开关或者210线路分断开关、230户外环网开关感性无功大于限制q感性限，或线路电压低于电压下限值，则算法自动计算线路上的光伏子站需要提供的对等容性无功量，并且下发给光伏子站。
36.算法具体为，通过柱上开关、环网开关、分断开关或者主变10kv开关，检测到线路感性无功大于限制q感性限，则采集统计分断开关实时的q
感性无功
，设置定值q
光伏容性控制无功
=|q
分断感性无功
|，并且下发给光伏子站。
37.检测2：检测到线路200主变10kv馈线开关或者210线路分断开关、230户外环网开关容性无功大于限制q容性限，但线路电压不超过电压上限值，则不进行光伏子站感性无功补偿；若线路感性无功大于限制q容性限，但线路电压超过电压上限值，则计算出光伏子站需要提供的感性无功量，并且下发至光伏子站。
38.算法具体为，通过柱上开关、环网开关、分断开关或者主变10kv开关，检测到线路容性无功大于限制q容性限，但线路电压不超过电压上限值，则不进行光伏子站感性无功补偿；若线路感性无功大于限制q容性限，则采集统计分断开关实时的q
容性无功
，设置定值q
光伏感性控制无功
=|q
分断容性无功
|，并且下发给光伏子站。
39.检测3：当线路220开关下的用户负荷有电压敏感型用户时，通过主站设置电压波动上限及电压波动下限，并且下发给子站，由子站进行电压波动范围控制。
40.检测4：当线路进行检修，250开关投入，210线路分断开关投退，主站可以实时监测线路210至260线路上各监控点是否超过线路承载能力，若超过，对光伏站点下达p控制=p发
‑
p限，防止线路过载。
41.检测5：当上一级主站需要下发发电限额控制，主站根据线路实际情况，进行功率控制。
42.检测6：当检测到光伏所在的线路频率异常上升，如开关200主变10kv馈线开关、210线路分断开关、230户外环网柜开关，并且多点确认，则通过自动控制系统对分布式光伏进行出力限制，待所在站点线路频率稳定后再行解除限制。
43.如图6所示，在一个实施案例中，主站监控系统带监控界面，左侧为首页、分布式管理及数据统计信息，中间为地图信息展示，左右两侧分别为电压曲线及有功、无功柱状图展示。能够实时展示所控区域光伏电站的信息。
44.如图7及图8所示，dms分布式光伏计算控制及操作模块带有功及无功群控界面，从上到下分为tab界面、菜单栏、实时数据展示、控制信息界面及控制按钮界面。控制实时数据展示：1）链路状态2）光伏电站名称3）有功功率4）无功功率5）功率因数6）ab线电压7）bc线电压8）ca线电压；控制界面分为：1）调节方式2）遥调下令3）计时窗4）调节目标值5）调节结果6）有功使能7）有功为零使能8）无功补偿使能9)电压调节使能10）功率因数控制使能11）无功阶梯控制使能。用户进行操作时，可以使用控制界面进行人工操作下令，通过调节结果反馈子站控制情况及结果；通过实时数据查看子站控制后的电参量；通过控制信息界面反馈电站真实控制参数。
45.本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的分布式光伏群调群控控制系统及方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。