一种基于状态参数辨识的光伏电站并网控制方法与流程

1.本发明涉及电力系统技术领域，具体为一种基于状态参数辨识的光伏电站并网控制方法。


背景技术：

2.随着太阳能电池板、逆变器等技术的不断发展，光伏电站的数量也在不断增加，随即带来光伏电站的并网问题，在光伏电站并网时会对电网产生较大冲击，使电网产生波动，降低电网中的整体电能质量。由于太阳能电池板产生的是直流电，需用逆变器将直流电逆变成交流电进行并网，在逆变时会产生许多高次谐波，影响并网时的电能质量。为了解决以上问题，有必要研究一种基于状态参数辨识的光伏电站并网控制方法，可以提高光伏电站并网时的可靠性与电能质量，减少并网时的损耗，使并网时的电网波动最小。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于状态参数辨识的光伏电站并网控制方法，可以提高光伏电站并网时的可靠性与电能质量，减少并网时的损耗，使并网时的电网波动最小。
4.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
5.一种基于状态参数辨识的光伏电站并网控制方法，包括以下步骤：
6.对并网时的电网状态参数进行辨识，获得辨识后的电网电压影响因子、辨识后的电网电流影响因子、辨识后的电网频率影响因子；并获得光伏电站的光伏并网影响因子；
7.对光伏电站并网前的状态参数进行优化辨识，获得光伏电站的光伏并网影响因子；
8.根据获得的辨识后的电网电压影响因子、辨识后的电网电流影响因子、辨识后的电网频率影响因子与光伏并网影响因子，得到并网条件数，当并网条件数满足并网条件时，使光伏电站进行并网，若不满足并网条件，对光伏电站中工作的太阳能电池板的个数进行调节，直至满足并网条件。
9.进一步的，获取并网时电网的所有节点的电网电压标幺值、电网电流标幺值、以及电网频率标幺值，从而得到辨识后的电网电压影响因子u
′
，辨识后的电网电流影响因子i
′
、辨识后的电网频率影响因子f
′
：
10.[0011][0012][0013]
式中，α为电压辨识因子、β为电流辨识因子、η为频率辨识因子；k
i
为第i个节点的加权系数，k
min
为所有节点的加权系数中的最小值；u
*i
为电网第i个节点的电网电压标幺值，u
*max
为所有节点中电网电压最大标幺值；i
*i
为电网第i个节点的电网电流标幺值，i
*max
为所有节点中电网电流最大标幺值；f
i
为电网第i个节点的电网频率标幺值，f
*max
为所有节点中电网频率最大标幺值。
[0014]
进一步的，对光伏电站并网前的状态参数进行优化辨识，获得光伏电站的光伏并网影响因子的方法为：
[0015]
获得光伏电站并网前的实时电压标幺值u
*l
、电流标幺值i
*l
、频率标幺值f
*l
，光伏电站并网前的实时相角δ，并获得光伏电站启动影响因子q1、运行影响因子q2、停站影响因子q3：
[0016][0017][0018][0019]
式中，x为光伏电站中工作的太阳能电池板的个数；
[0020]
最后，获得光伏电站并网参数影响因子q
ω
：
[0021][0022]
进一步的，根据获得的辨识后的电网电压影响因子、辨识后的电网电流影响因子、辨识后的电网频率影响因子与光伏并网影响因子，得到并网条件数，当并网条件数满足并网条件时，使光伏电站进行并网，若不满足并网条件，对光伏电站中太阳能电池板的个数进
行调节，直至满足并网条件的方法为：
[0023]
获得并网条件数w：
[0024][0025]
当获得的并网条件数满足并网条件时，可以使光伏电站进行并网，若不满足并网条件，对光伏电站中的工作太阳能电池板的个数进行调节，直至满足并网条件；其中，并网条件为：
[0026][0027]
有益效果
[0028]
本发明与现有技术相比具备以下有益效果：
[0029]
本发明方法可以使光伏电站并网时的运行效率提高，并网时的电网受到的冲击减小，提高并网时电网的电能质量。
附图说明
[0030]
图1为本发明的实施例提供的基于状态参数辨识的光伏电站并网控制方法的流程框图；
具体实施方式
[0031]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
[0033]
一种基于状态参数辨识的光伏电站并网控制方法，包括以下步骤：
[0034]
s1、对并网时的电网状态参数进行辨识，获得辨识后的电网电压影响因子、辨识后的电网电流影响因子、辨识后的电网频率影响因子；并获得光伏电站的光伏并网影响因子；
[0035]
s2、对光伏电站并网前的状态参数进行优化辨识，获得光伏电站的光伏并网影响因子；
[0036]
s3、根据获得的辨识后的电网电压影响因子、辨识后的电网电流影响因子、辨识后的电网频率影响因子与光伏并网影响因子，得到并网条件数，当并网条件数满足并网条件时，使光伏电站进行并网，若不满足并网条件，对光伏电站中工作的太阳能电池板的个数进行调节，直至满足并网条件。
[0037]
进一步的，获取并网时电网的所有节点的电网电压标幺值、电网电流标幺值、以及电网频率标幺值，从而得到辨识后的电网电压影响因子u
′
，辨识后的电网电流影响因子i
′
、辨识后的电网频率影响因子f
′
：
[0038][0039][0040][0041]
式中，α为电压辨识因子、β为电流辨识因子、η为频率辨识因子，根据优化辨识算法，定义取固定值为α＝3.5625、β＝8.0412、η＝6.235；k
i
为第i个节点的加权系数，k
min
为所有节点的加权系数中的最小值；u
*i
为电网第i个节点的电网电压标幺值，u
*max
为所有节点中电网电压最大标幺值；i
*i
为电网第i个节点的电网电流标幺值，i
*max
为所有节点中电网电流最大标幺值；f
i
为电网第i个节点的电网频率标幺值，f
*max
为所有节点中电网频率最大标幺值。
[0042]
进一步的，对光伏电站并网前的状态参数进行优化辨识，获得光伏电站的光伏并网影响因子的方法为：
[0043]
获得光伏电站并网前的实时电压标幺值u
*l
、电流标幺值i
*l
、频率标幺值f
*l
，光伏电站并网前的实时相角δ，并获得光伏电站启动影响因子q1、运行影响因子q2、停站影响因子q3：
[0044][0045][0046][0047]
式中，x为光伏电站中工作的太阳能电池板的个数；
[0048]
最后，获得光伏电站并网参数影响因子q
ω
：
[0049][0050]
进一步的，根据获得的辨识后的电网电压影响因子、辨识后的电网电流影响因子、辨识后的电网频率影响因子与光伏并网影响因子，得到并网条件数，当并网条件数满足并网条件时，使光伏电站进行并网，若不满足并网条件，对光伏电站中太阳能电池板的个数进行调节，直至满足并网条件的方法为：
[0051]
获得并网条件数w：
[0052][0053]
当获得的并网条件数满足并网条件时，可以使光伏电站进行并网，若不满足并网条件，对光伏电站中的工作太阳能电池板的个数进行调节，直至满足并网条件；其中，并网条件为：
[0054][0055]
作为举例，在本实施例中，利用本发明的方法进行某光伏电站并网控制，具体的如下：
[0056]
某光伏电站接入的电网，其额定电压为220kv，额定频率为50hz，本实例中光伏电站的最大发电能力可达10mw，光伏电站工作的太阳能电池板的个数为50块，检测当前电网5个节点的电网电压、电网电流、电网频率，分别如下：
[0057]
节点的电网电压
[0058]
u1＝219.235kv；u2＝219.556kv；u3＝219.636kv；u4＝220.134kv；u5＝220.159kv；
[0059]
节点的电网电流
[0060]
i1＝1000.182a；i2＝1000.125a；i3＝1000.146a；i4＝999.898a；i5＝999.969a；
[0061]
节点的电网频率
[0062]
f1＝49.863hz；f2＝49.945hz；f3＝50.023hz；f4＝50.045hz；f5＝49.997hz。
[0063]
选取电压的基准值u
b
＝220kv，电流的基准值i
b
＝110a，频率的基准值f
b
＝50hz，进行标幺值的计算。
[0064]
各个节点的电网电压标幺值：
[0065][0066][0067]
[0068][0069][0070]
所以取u
*max
＝u
*5
＝1.0007
[0071]
各个节点的电网电流标幺值：
[0072][0073][0074][0075][0076][0077]
所以取i
*max
＝i
*1
＝9.0925
[0078]
各个节点的电网频率标幺值：
[0079][0080][0081][0082][0083][0084]
所以取f
*max
＝f
*4
＝1.0009
[0085]
各个节点的加权系数：
[0086][0087]
[0088][0089][0090][0091]
所以取k
min
＝k5＝0.6034；
[0092]
得到辨识后的电网电压影响因子u
′
，辨识后的电网电流影响因子i
′
、辨识后的电网频率影响因子f
′
：
[0093][0094][0095][0096]
检测光伏电站并网前的实时电压u、实时电流i、实时频率f、相角δ，并进行标幺值计算，得到光伏电站的电压标幺值u
*l
，电流标幺值i
*l
，频率标幺值f
*l
，检测光伏电站并网前的实时电压u
l
＝219.863kv、实时电流i
l
＝1000.325a、实时频率f
l
＝50.115hz、相角δ＝30.253
°
。
[0097]
计算标幺值
[0098][0099]
[0100][0101]
计算光伏电站启动影响因子q1、运行影响因子q2、停站影响因子q3[0102][0103][0104][0105]
计算光伏电站并网参数影响因子q
ω
[0106][0107]
将得到辨识后的电网电压影响因子u
′
，辨识后的电网电流影响因子i
′
、辨识后的电网频率影响因子f
′
，与光伏电站的并网参数影响因子q
ω
，按照下式进行运算，得到并网条件数w，当并网条件数满足并网条件时，可以使光伏电站进行并网，若不满足并网条件，对光伏电站中工作的太阳能电池板的个数进行调节，直至满足并网条件。
[0108]
计算并网条件数w
[0109][0110]
并网条件
[0111][0112]
此时，满足并网条件，光伏电站可进行并网。
[0113]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0114]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。