一种10kV分布式光伏并网点电压自治控制方法及系统与流程

文档序号:34717800发布日期:2023-07-07 17:04阅读:213来源:国知局
一种10kV分布式光伏并网点电压自治控制方法及系统与流程

本发明涉及一种10kv分布式光伏并网点电压自治控制方法及系统,属于电力系统控制领域。


背景技术:

1、由于光伏发电的随机性、间歇性和波动性,容易造成发电出力频繁波动、电压无功波动幅度大,严重影响所在配网的电压质量和电网的安全稳定运行。分布式光伏包括高压分布式光伏和低压分布式光伏,高压分布式光伏是指通过10kv并网且并网容量不大于6mw,低压分布式光伏是指通过0.4kv配电线路并网且容量不大于1mw。由于10kv分布式光伏与电网调度部门之间没有调度数据网,调度端对其并网点电压缺乏调节与控制手段,分布式光伏站也没有配置无功补偿装置或无功发生装置,并且光伏并网逆变器一般设为恒功率因数模式,因而在光伏逆变器有功出力变化时,并网点电压也会跟随波动,甚至发生电压越限情况,严重影响了配电网的电压质量。当并网点电压过高或过低,严重时甚至会造成逆变器脱网风险,影响到了配网的安全稳定运行。

2、因此,随着分布式光伏的高渗透高比例接入配电网,在现有电网侧没有有效的电压调节手段情况下,有必要对分布式光伏并网造成的并网点电压波动现状采用有效的快速精准自治控制手段,来解决配电网的电压安全稳定问题。

3、目前,35kv及以上电压等级的集中式光伏站,电压无功控制方式是通过站内部署的avc自动电压控制装置或系统,接收调度主站下发的并网点电压目标或无功目标,通过调节站内无功补偿装置和光伏逆变器的无功出力,实现对电压的闭环跟踪控制。10kv及以下电压等级的分布式光伏并网发电,由于受到其分散性和通信网络的制约,目前调度运行管理部门,仅对并网点运行数据进行采集和监视,未实现对分布式光伏并网点的电压无功控制管理,而是通过对区域变电站10kv母线的电压控制来实现区域电压控制管理,这种方式主要存在以下问题:不满足无功电压分层分区治理原则,增大了无功潮流带来的配电网电能损耗;10kv并网点电压过高但是区域变电站母线电压正常,造成10kv馈线末端电压管理死区。


技术实现思路

1、本发明公开了一种10kv分布式光伏并网点电压自治控制方法,可有有效解决光伏大发或发电出力波动时造成的机端电压安全问题,维持逆变器交流侧电压的稳定。

2、本技术技术方案如下:

3、步骤1,基于10kv分布式光伏电压自治控制系统,建立分布式光伏并网电压自治控制模型:

4、步骤2,搭建设备间通信组网,进行数据采集;

5、步骤3,设置10kv分布式光伏电压自治控制系统的运行与控制参数;

6、步骤4,计算10kv并网点实时无功电压灵敏度和逆变器交流输出侧实时无功电压灵敏度;

7、步骤5,分析10kv并网点电压自治控制目标;

8、步骤6,基于并网点电压自治控制策略计算无功控制目标;

9、步骤7,基于各逆变器无功控制目标对逆变器的无功控制目标值进行校核与迭代修正。

10、步骤8,对逆变器交流输出侧电压越限进行自治控制;

11、步骤9,根据各逆变器的自治控制后的无功控制目标值,对逆变器无功控制目标值进行校核与修正。

12、步骤7是针对步骤6所描述的并网点电压自治控制策略计算出的各逆变器无功控制目标,需要经过安全约束校核修正,是需要迭代多次的;步骤9是针对步骤8所描述的逆变器交流侧电压越限自治控制,也是需要进行安全约束校核修正的,只不过是逆变器交流电压越限自治控制是单台独立计算控制目标,安全校核修正也是对单台进行的,不需要迭代。

13、分布式光伏并网电压自治控制模型将10kv分布式光伏接入电网,分布式光伏并网电压自治控制模型包括若干逆变器(并网逆变器)、若干箱变和10kv开关站并网开关;

14、逆变器交流侧电压经箱变升压后,通过10kv汇流线汇聚,再通过10kv开关站并网开关并网;以10kv并网点(10kv开关站并网点)电压为控制目标,设置10kv并网点电压安全运行范围上下限[umlower_10kv,umupper_10kv];以逆变器为发电单元,设置各逆变器交流输出侧电压安全约束范围[igilower_inverter,ugiupper——inverter]和各逆变器无功出力范围

15、[qgilower_inverter,qgiupper_inverter],建立分布式光伏并网电压自治控制模型;

16、ugilower_inverter是逆变器交流输出侧安全电压的下限,ugiupper_inverter是逆变器交流输出侧安全电压的上限;qgilower_inverter是逆变器无功出力的下限,qgiupper_inverter是逆变器无功出力的上限;i表示逆变器的序号,共k个逆变器,i=1,2,…,k。

17、步骤2具体包括以下步骤:10kv分布式光伏电压自治控制系统包括站内智能控制终端,站内智能控制终端采集10kv并网点(10kv开关站并网点)电气量数据和逆变器运行数据,站内智能控制终端与地调安全接入区进行信息交互,基于分布式光伏并网电压自治控制模型,实现10kv分布式光伏并网点电压自治控制,其中10kv并网点电气量数据从远动装置rtu获取,逆变器运行数据直接通过逆变器获取,10kv分布式光伏站运行控制信息通过站内智能控制终端上传至调度安全接入区,实现对分布式光伏并网运行的可观测控制;站内智能控制终端与远动装置rtu采用网络通信,站内智能控制终端与逆变器之间采用vpn专网方式组网通信,站内智能控制终端与调度安全接入区之间采用5g专网及加密方式通信;

18、10kv并网点电气量数据具体包括10kv开关站并网开关处的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数和频率,逆变器运行数据包括各逆变器交流输出侧的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数和频率;

19、10kv分布式光伏站运行控制信息包括是站内智能控制终端的运行状态、自治控制投退命令、自治控制闭锁命令、10kv分布式光伏站可增无功命令、10kv分布式光伏站可减无功命令、10kv并网点电气量数据和逆变器运行数据。

20、步骤3中,运行与控制参数包括系统控制周期、10kv并网点电压运行区间范围、10kv并网点电压控制死区、逆变器交流输出侧电压运行区间范围和逆变器电压控制死区;

21、为保证配电网电压质量,根据电能质量供电电压允许偏差规定,将10kv并网点电压运行区间范围设置为1.0ume_10kv~1.07ume_10kv,其中ume_10kv为10kv并网点额定电压;根据逆变器的额定电压和高低电压穿越能力,将逆变器交流输出侧电压运行区间范围设置为0.85ugie_inverter~1.15ugie_inverter,其中ugie_inverter为第i个逆变器的交流输出侧额定电压。

22、为避免系统频繁控制与调节影响10kv并网点电压的稳定性和逆变器的寿命,当10kv并网点电压和逆变器交流输出侧电压在达到对应的运行区间范围时,维持系统当前状态,无需控制与调节。10kv并网点电压控制死区设置为0.2kv,逆变器交流输出侧电压控制死区设置为3.0v,考虑到控制过程及信息反馈延时,系统控制周期设置为10s至15s。

23、步骤4具体包括以下步骤:

24、401,10kv并网点实时无功电压灵敏度计算过程具体包括以下步骤:采用自适应方式对10kv并网点和逆变器交流输出侧无功电压灵敏度进行实时计算和动态更新,控制站内智能控制终端从远动装置rtu获取的10kv并网点电压、10kv并网点无功功率,每间隔t时间(t时间是数据记录周期,本实施例数据记录周期取5秒,连续记录并存储100组,超过100组数据记录后,滚动更新保留最近100组数据),记录一次10kv并网点电压和无功功率,记录数据为[(q110kv,u110kv),(q210kv,u210kv)…(qj10kv,uj10kv)…,(qn10kv,un10kv)];计算10kv并网点无功功率变化量和电压变化量之间的关系,得到[(δq10kv,δu10kv),(δq210kv,δu210kv)…(δqj10kv,δuj10kv)…(δqn-110kv,δun110kv)];分别计算每组无功电压变化量的无功电压灵敏度其中根据时序权重计算出10kv并网点实时无功电压灵敏度其中α1+…αj…+αn-1=1。

25、qj10kv表示10kv并网点无功功率的第j个记录数据;

26、uj10kv表示10kv并网点电压的第j个记录数据;

27、δqj10kv表示计算的第j个10kv并网点无功功率变化量;

28、δuj10kv表示计算的第j个10kv并网点电压变化量;

29、表示计算的第j个10kv并网点无功电压灵敏度;

30、表示10kv并网点实时无功电压灵敏度;

31、αj表示计算的第j个10kv并网点无功电压灵敏度对应的权重;

32、n表示数据记录的总数量;j=1,2,…,n;

33、402,计算每台逆变器交流输出侧的无功电压灵敏度表示逆变器交流输出侧实时无功电压灵敏度;

34、采用自适应方式对逆变器交流输出侧无功电压灵敏度进行实时计算和动态更新,首先站内智能控制终端对从逆变器获取的逆变器交流输出侧电压、逆变器交流输出侧无功功率,每间隔t时间,记录一次逆变器交流输出侧电压和无功功率,记录数据为[(q1逆变器,u1逆变器),(q2逆变器,u2逆变器)…(qj逆变器,uj逆变器)…,(qn逆变器,un逆变器)];分析计算逆变器交流输出侧无功功率变化量和电压变化量之间关系,得到[(δq1逆变器,δu1逆变器),(δq2逆变器,δu2逆变器)…(δqj逆变器,δuj逆变器)…(δqn-1逆变器,δun-1逆变器)];分别计算每组无功电压变化量的无功电压灵敏度其中根据时序权重计算出逆变器交流输实时无功电压灵敏度其中β1+β2+…βj…+βn-1=1;

35、δqj逆变器表示计算的逆变器交流输出侧第j个无功功率变化量;

36、δuj逆变器表示计算的逆变器交流输出侧第j个电压变化量;

37、表示计算的逆变器交流输出侧第j个无功电压灵敏度;

38、示逆变器交流输出侧实时无功电压灵敏度;

39、βj表示计算的逆变器交流输出侧第j个无功电压灵敏度对应的权重。

40、步骤5具体包括以下步骤:

41、当10kv并网点电压越过10kv并网点电压安全运行范围上限时(即超过umupper_10kv),10kv并网点电压控制目标值取umtar_10kv=(1.07ume_10kv-0.2)kv;当10kv并网点电压越过10kv并网点电压安全运行范围下限时(即小于umlower_10kv),10kv并网点电压控制目标值取umtar_10kv=(1.0ume_10kv+0.2)kv,其中ume_10kv为10kv并网点额定电压;当10kv并网点电压在安全范围上下限内时,维持当前电压;

42、步骤6具体包括以下步骤:

43、站内智能控制终端通过网络通信方式从站内远动装置rtu获取10kv并网点电压实时值umrt_10kv,当10kv并网点电压实时值有效但越过10kv并网点电压安全运行范围时,启动电压自治控制;计算10kv并网点电压实时值与10kv并网点电压控制目标的偏差,电压调节量δum10kv=(umtar_10kv-umrt_10kv)kv;根据10kv并网点无功电压灵敏度计算10kv并网点无功调节量

44、按照各逆变器等功率因数分配策略计算各逆变器的无功控制目标值;

45、各逆变器的无功控制目标值计算过程具体包括以下步骤:根据站内智能控制终端采集到的各逆变器的有功功率实时值pgirt_intervre和无功功率实时值qgirt_interver,计算分布式光伏站当前总有功功率和当前总无功功率其中k为分布式光伏站中逆变器的总台数,计算分布式光伏站的目标总无功qstar_dpv=qsdpv+δq10kv和目标功率因数根据各逆变器的有功功率实时值计算各逆变器的无功控制目标值

46、步骤7具体包括以下步骤:

47、考虑到各台逆变器的型号、容量及实际出力的差异,实时分析各逆变器的无功调节能力,需对逆变器的无功控制目标值进行校核和修正,根据各逆变器的无功控制目标值qgitar_interver,从i=1到i=k对分布式光伏站各逆变器逐一判断无功控制目标值是否在对应的逆变器无功出力范围[qgilower_inverter,qgiupper_inverter]内,若在对应无功出力范围之内,则无需修正;若大于逆变器无功出力范围上限,则将无功控制目标值修正为qgitar_interver=qgiupper_inverter;若小于逆变器无功出力范围下限,则将无功控制目标值修正为qgitar_interver=qgilower_inverter;将校核和修正后的各逆变器无功控制目标值下发至对应的逆变器实现无功出力调节,在保证逆变器安全运行前提下,充分发挥逆变器的无功调节能力,最大程度的满足网点无功调节量;

48、步骤8具体包括以下步骤:

49、站内智能控制终端通过vpn网络通信方式采集逆变器交流输出侧的电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数,当逆变器交流输出侧电压实时值ugirt_interver有效但越过逆变器交流输出侧电压安全约束范围[ugilower_inverter,ugiupper_inverter],启动逆变器交流输出侧电压自治控制;

50、分析计算逆变器交流输出侧电压控制目标值ugitar_inverter,将逆变器交流输出侧电压调节到的安全值,当第i个逆变器交流输出侧电压实时值大于逆变器交流输出侧电压安全约束范围上限,ugirt_interver>ugiupper_inverter时,逆变器交流输出侧电压控制目标值取ugitar_inverter=(1.15ugie_inverter-3)v;当逆变器交流输出侧电压实时值大于逆变器交流输出侧电压安全约束范围下限,ugirt_interver<ugilower_inverter时,逆变器交流输出侧电压控制目标值取ugitar_inverter=(0.85ugie_inverter+3)v,其中ugie_inverter是逆变器交流输出侧额定电压;根据逆变器交流输出侧电压实时值与逆变器交流输出侧电压控制目标值的偏差,计算逆变器的电压调节量δugiinverter=(ugitar_inverter-ugirt_inverter)v;根据逆变器交流输出侧无功电压灵敏度计算逆变器的无功调节量结合各逆变器实时无功功率计算出各逆变器的自治控制后的无功控制目标值qgiself_tar_interver=qgirt_interver+δqgiinverter;

51、步骤9具体包括以下步骤:

52、考虑到各台逆变器的实际无功调节能力,需对逆变器的无功控制目标值进行校核和修正,根据各逆变器的自治控制后的无功控制目标值qgiself_tar_interver,判断其自治控制后的无功控制目标值是否在其无功出力范围[qgilower_inverter,qgiupper_ivverter]之内,若各逆变器自治控制后的无功控制目标值的在其无功出力范围之内,则无需修正;若大于其无功出力上限,则将逆变器的自治控制后的无功控制目标值修正为qgiself_tar_interver=qgiupper_inverter;若小于其无功出力下限,则将逆变器的自治控制后的无功控制目标值修正为qgiself_tar_interver=qgilower_inverter;将修正后的逆变器的自治控制后的无功控制目标值下发至各逆变器实现无功出力调节;在保证逆变器安全稳定运行前提下,实现逆变器交流输出侧电压越限自治控制。

53、一种10kv分布式光伏并网点电压自治控制系统,包括模型单元、通信组网单元、控制参数设置单元、无功电压灵敏度计算单元、10kv并网点自治控制目标分析单元、无功控制目标计算单元、第一次校核与迭代修正单元,逆变器自治控制单元和第二次校核与迭代修正单元。

54、模型单元基于10kv分布式光伏电压自治控制系统,建立分布式光伏并网电压自治控制模型:

55、通信组网单元搭建设备间通信组网,进行数据采集;

56、控制参数设置单元设置10kv分布式光伏电压自治控制系统的运行与控制参数;

57、无功电压灵敏度计算单元步骤4,计算10kv并网点实时无功电压灵敏度和逆变器交流输出侧实时无功电压灵敏度;

58、10kv并网点自治控制目标分析单元分析10kv并网点电压自治控制目标;

59、无功控制目标计算单元基于并网点电压自治控制策略计算无功控制目标;

60、第一次校核与迭代修正单元对逆变器的无功控制目标值进行校核与迭代修正。

61、逆变器自治控制单元逆变器交流输出侧电压越限进行自治控制;

62、第二次校核与迭代修正单元对逆变器无功控制目标值进行校核与修正。

63、分布式光伏并网电压自治控制模型将10kv分布式光伏接入电网,分布式光伏并网电压自治控制模型包括若干逆变器(并网逆变器)、若干箱变和10kv开关站并网开关;

64、逆变器交流侧电压经箱变升压后,通过10kv汇流线汇聚,再通过10kv开关站并网开关并网;以10kv并网点(10kv开关站并网点)电压为控制目标,设置10kv并网点电压安全运行范围上下限[umlower_10kv,umupper_10kv];以逆变器为发电单元,设置各逆变器交流输出侧电压安全约束范围[ugilower_inverter,ugiupper_inverter]和各逆变器无功出力范围[qgilower_inverter,qgiupper_inverter],建立分布式光伏并网电压自治控制模型;

65、ugilower_inverter是逆变器交流输出侧安全电压的下限,ugiupper_inverter是逆变器交流输出侧安全电压的上限;qgiolower_inverter是逆变器无功出力的下限,qgiupper_inverter是逆变器无功出力的上限;i表示逆变器的序号,共k个逆变器,i=1,2,…,k。

66、通信组网单元工作过程具体包括以下步骤:10kv分布式光伏电压自治控制系统包括站内智能控制终端,站内智能控制终端采集10kv并网点(10kv开关站并网点)电气量数据和逆变器运行数据,站内智能控制终端与地调安全接入区进行信息交互,基于分布式光伏并网电压自治控制模型,实现10kv分布式光伏并网点电压自治控制,其中10kv并网点电气量数据从远动装置rtu获取,逆变器运行数据直接通过逆变器获取,10kv分布式光伏站运行控制信息通过站内智能控制终端上传至调度安全接入区,实现对分布式光伏并网运行的可观测控制;站内智能控制终端与远动装置rtu采用网络通信,站内智能控制终端与逆变器之间采用vpn专网方式组网通信,站内智能控制终端与调度安全接入区之间采用5g专网及加密方式通信;

67、10kv并网点电气量数据具体包括10kv开关站并网开关处的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数和频率,逆变器运行数据包括各逆变器交流输出侧的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数和频率;

68、10kv分布式光伏站运行控制信息包括是站内智能控制终端的运行状态、自治控制投退命令、自治控制闭锁命令、10kv分布式光伏站可增无功命令、10kv分布式光伏站可减无功命令、10kv并网点电气量数据和逆变器运行数据。

69、控制参数设置单元中,运行与控制参数包括系统控制周期、10kv并网点电压运行区间范围、10kv并网点电压控制死区、逆变器交流输出侧电压运行区间范围和逆变器电压控制死区;

70、为保证配电网电压质量,根据电能质量供电电压允许偏差规定,将10kv并网点电压运行区间范围设置为1.0ume_10kv~1.07ume_10kv,其中ume_10kv为10kv并网点额定电压;根据逆变器的额定电压和高低电压穿越能力,将逆变器交流输出侧电压运行区间范围设置为0.85ugie_inverter~1.15ugie_inverter,其中ugie_inverter为第i个逆变器的交流输出侧额定电压。

71、为避免系统频繁控制与调节影响10kv并网点电压的稳定性和逆变器的寿命,当10kv并网点电压和逆变器交流输出侧电压在达到对应的运行区间范围时,维持系统当前状态,无需控制与调节。10kv并网点电压控制死区设置为0.2kv,逆变器交流输出侧电压控制死区设置为3.0v,考虑到控制过程及信息反馈延时,系统控制周期设置为10s至15s。

72、无功电压灵敏度计算单元工作过程具体包括以下步骤:

73、401,10kv并网点实时无功电压灵敏度计算过程具体包括以下步骤:采用自适应方式对10kv并网点和逆变器交流输出侧无功电压灵敏度进行实时计算和动态更新,站内智能控制终端从远动装置rtu获取的10kv并网点电压、10kv并网点无功功率,每间隔t时间(t时间是数据记录周期,本实施例数据记录周期取5秒,连续记录并存储100组,超过100组数据记录后,滚动更新保留最近100组数据),记录一次10kv并网点电压和无功功率,记录数据为[(q110kv,u110kv),(q210kv,u210kv)…(qj10kv,uj10kv)…,(δq10kv,δu10kv)];计算10kv并网点无功功率变化量和电压变化量之间的关系,得到[(δq110kv,δu110kv),(δq210kv,δu210kv)…(δqj10kv,δuj10kv)…(δqn-110kv,δun-110kv)];分别计算每组无功电压变化量的无功电压灵敏度其中根据时序权重计算出10kv并网点实时无功电压灵敏度其中α1+…αj…+αn-1=1。

74、qj10kv表示10kv并网点无功功率的第j个记录数据;

75、uj10kv表示10kv并网点电压的第j个记录数据;

76、δqj10kv表示计算的第j个10kv并网点无功功率变化量;

77、δuj10kv表示计算的第j个10kv并网点电压变化量;

78、表示计算的第j个10kv并网点无功电压灵敏度;

79、表示10kv并网点实时无功电压灵敏度;

80、αj表示计算的第j个10kv并网点无功电压灵敏度对应的权重;

81、n表示数据记录的总数量;j=1,2,…,n;

82、402,计算每台逆变器交流输出侧的无功电压灵敏度表示逆变器交流输出侧实时无功电压灵敏度;

83、采用自适应方式对逆变器交流输出侧无功电压灵敏度进行实时计算和动态更新,首先站内智能控制终端对从逆变器获取的逆变器交流输出侧电压、逆变器交流输出侧无功功率,每间隔t时间,记录一次逆变器交流输出侧电压和无功功率,记录数据为[(q1逆变器,u1逆变器),(q2逆变器,u2逆变器)…(qj逆变器,uj逆变器)…,(qn逆变器,un逆变器)];分析计算逆变器交流输出侧无功功率变化量和电压变化量之间关系,得到[(δq1逆变器,δu1逆变器),(δq2逆变器,δu2逆变器)…(δqj逆变器,δuj逆变器)…(δqn-1逆变器,δun-1逆变器)];分别计算每组无功电压变化量的无功电压灵敏度其中根据时序权重计算出逆变器交流输实时无功电压灵敏度其中β1+β2+…βj…+βn-1=1;

84、δqj逆变器表示计算的逆变器交流输出侧第j个无功功率变化量;

85、δuj逆变器表示计算的逆变器交流输出侧第j个电压变化量;

86、表示计算的逆变器交流输出侧第j个无功电压灵敏度;

87、表示逆变器交流输出侧实时无功电压灵敏度;

88、βj表示计算的逆变器交流输出侧第j个无功电压灵敏度对应的权重。

89、10kv并网点自治控制目标分析单元工作过程具体包括以下步骤:

90、当10kv并网点电压越过10kv并网点电压安全运行范围上限时(即超过),10kv并网点电压控制目标值取umtar_10kv=(1.07ume_10kv-0.2)kv;当10kv并网点电压越过10kv并网点电压安全运行范围下限时(即小于umlower_10kv),10kv并网点电压控制目标值取umtar_10kv=(1.0ume_10kv+0.2)kv,其中ume_10kv为10kv并网点额定电压;当10kv并网点电压在安全范围上下限内时,维持当前电压;

91、无功控制目标计算单元工作过程具体包括以下步骤:

92、站内智能控制终端通过网络通信方式从站内远动装置rtu获取10kv并网点电压实时值umrt_10kv,当10kv并网点电压实时值有效但越过10kv并网点电压安全运行范围时,启动电压自治控制;计算10kv并网点电压实时值与10kv并网点电压控制目标的偏差,电压调节量δum10kv=(umtar_10kv-umrt_10kv)kv;根据10kv并网点无功电压灵敏度计算10kv并网点无功调节量

93、按照各逆变器等功率因数分配策略计算各逆变器的无功控制目标值;

94、各逆变器的无功控制目标值计算过程具体包括以下步骤:根据站内智能控制终端采集到的各逆变器的有功功率实时值pgirt_interver和无功功率实时值qgirt_interver,计算分布式光伏站当前总有功功率和当前总无功功率其中k为分布式光伏站中逆变器的总台数,计算分布式光伏站的目标总无功qstar_dpv=qsdpv+δq10kv和目标功率因数根据各逆变器的有功功率实时值计算各逆变器的无功控制目标值

95、第一次校核与迭代修正单元工作过程具体包括以下步骤:

96、考虑到各台逆变器的型号、容量及实际出力的差异,实时分析各逆变器的无功调节能力,需对逆变器的无功控制目标值进行校核和修正,根据各逆变器的无功控制目标值qgitar_interver,从i=1到i=k对分布式光伏站各逆变器逐一判断无功控制目标值是否在对应的逆变器无功出力范围[qgilower_inverter,qgiupper_inverter]内,若在对应无功出力范围之内,则无需修正;若大于逆变器无功出力范围上限,则将无功控制目标值修正为qgitar_interver=qgiupper_inverter;若小于逆变器无功出力范围下限,则将无功控制目标值修正为qgitar_interver=qgilower_inverter;将校核和修正后的各逆变器无功控制目标值

97、下发至对应的逆变器实现无功出力调节,在保证逆变器安全运行前提下,充分发挥逆变器的无功调节能力,最大程度的满足网点无功调节量;

98、逆变器自治控制单元工作过程具体包括以下步骤:

99、站内智能控制终端通过vpn网络通信方式采集逆变器交流输出侧的电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数,当逆变器交流输出侧电压实时值ugirt_interver有效但越过逆变器交流输出侧电压安全约束范围[ugilower_inverter,ugiupper_inverter],启动逆变器交流输出侧电压自治控制;

100、分析计算逆变器交流输出侧电压控制目标值ugitar_inverter,将逆变器交流输出侧电压调节到的安全值,当第i个逆变器交流输出侧电压实时值大于逆变器交流输出侧电压安全约束范围上限,ugirt_interver>ugiupper_inverter时,逆变器交流输出侧电压控制目标值取ugitar_inverter=(1.15ugie_inverter-3)v;当逆变器交流输出侧电压实时值大于逆变器交流输出侧电压安全约束范围下限,ugirt_interver<ugilower_inverter时,逆变器交流输出侧电压控制目标值取ugitar_inverter=(0.85ugie_inverter+3)v,其中ugie_inverter是逆变器交流输出侧额定电压;根据逆变器交流输出侧电压实时值与逆变器交流输出侧电压控制目标值的偏差,计算逆变器的电压调节量δugiinverter=(ugitar_inverter-ugirt_inverter)v;根据逆变器交流输出侧无功电压灵敏度计算逆变器的无功调节量结合各逆变器实时无功功率计算出各逆变器的自治控制后的无功控制目标值qgiself_tar_interver=qgirt_interver+δqgiinverter;

101、第二次校核与迭代修正单元工作过程具体包括以下步骤:

102、考虑到各台逆变器的实际无功调节能力,需对逆变器的无功控制目标值进行校核和修正,根据各逆变器的自治控制后的无功控制目标值qgiself_tar_interver,判断其自治控制后的无功控制目标值是否在其无功出力范围[qgilower_inverter,qgiupper_inverter]之内,若各逆变器自治控制后的无功控制目标值的在其无功出力范围之内,则无需修正;若大于其无功出力上限,则将逆变器的自治控制后的无功控制目标值修正为qgiself_tar_interver=qgiupper_inverter;若小于其无功出力下限,则将逆变器的自治控制后的无功控制目标值修正为qgiself_tar_interver=qgilower_inverter;将修正后的逆变器的自治控制后的无功控制目标值下发至各逆变器实现无功出力调节;在保证逆变器安全稳定运行前提下,实现逆变器交流输出侧电压越限自治控制。

103、相对于现有技术,本发明具有如下有益效果:

104、本发明通过在10kv分布式光伏并网点部署智能控制终端,实时采集并网点及逆变器的运行数据,动态计算并网点和光伏逆变器交流输出侧的无功电压灵敏度,根据并网点的电压安全稳定运行范围限值,结合10kv并网点电压运行范围以及逆变器输出电压的安全约束,实时监测并网点电压和逆变器交流输出侧电压是否越限,当并网点电压越过上下限,以上下限内一个电压死区为目标,结合电压无功灵敏度计算出并网点无功调节量,再通过一定的优化分配策略计算出逆变器的无功目标值并下发至逆变器,通过逆变器无功的快速响应实现10kv分布式光伏并网点电压的快速精准自治控制;通过本技术,一方面可以解决电网调度对10kv分布式光伏并网电压调控盲区,当电网电压波动并越限时,发挥逆变器对电网电压的快速响应和支撑作用,另一方面通过对逆变器交流侧电压的安全约束和反调策略,可有有效解决光伏大发或发电出力波动时造成的机端电压安全问题,维持逆变器交流侧电压的稳定;提高了并网点的电压合格率和配网的安全稳定运行水平,促进了电网对新能源发电的消纳能力。

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