柔性互动装置直流母线并联异型光伏功率分配方法与流程

本发明涉及配电网运行分析与控制，具体为柔性互动装置直流母线并联异型光伏功率分配方法。

背景技术：

1、随着双碳战略目标和新型电力系统建设的不断推进，低压配电网中分布式光伏，尤其是台区内的户用光伏数量急剧增大：截至2022年底，全国新增光伏发电并网容量87.4gw，其中集中式36.29gw，分布式总计51.11gw，户用分布式25.25gw。

2、由于户用分布式光伏为直流电源，现有方案中，其多通过斩波和逆变等环节后接入交流电网，这样便存在以下两个问题：大量户用分散式光伏单独斩波和逆变接入电网，极大程度地增加斩波器和逆变器的数量及其附属传感器等设备的数量，造成不必要的投资浪费；户用分布式光伏经斩波和逆变两个环节，多点分散交流并网较通过直流母线集中并网效率更低。

3、与此同时，当前户用分布式光伏尚未实现有效的灵活可控，电网对不同用户的户用光伏之间多为刚性控制，尚未实现考虑户用光伏容量、额定功率等参数之间的差异的个性化出力控制，因此用户参与响应配电网调控指令的满意度相对较低。

4、低压柔性互联技术为解决上述问题提供了行之有效的方案：将台区内的分布式光伏通过柔性互联的直流母线汇聚，并通过柔性互联装置逆变连接在两个台区之间，既能实现分布式光伏的变流环节，同时能够实现户用分布式光伏资源的灵活性调控。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供了柔性互动装置直流母线并联异型光伏功率分配方法，本发明针对柔性互联的直流母线上并联的多个分布式光伏归属多为用户个体，考虑各个个体的光伏容量、出力等存在差异，提出一种柔性互动装置直流母线并联异型光伏模块的功率分配方法，解决各个户用分布式光伏差异化出力响应调控指令的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：柔性互动装置直流母线并联异型光伏功率分配方法，包括如下步骤：

3、步骤一：确定低压柔性互联直流母线多个并联的户用光伏实际并网功率影响因素，并作为模糊控制变量输入；

4、步骤二：将上述步骤涉及的变量通过隶属度函数模糊化；

5、步骤三：设定模糊规则，并基于输入变量的模糊规则，以此确定输出变量；

6、步骤四：通过模糊判决，输出用户光伏的功率输出指令prefi以及其他(n-1)个户用光伏模块的总输出指令prefi(n-1)；

7、步骤五：在剩余的n-1个户用光伏中，对其中任意户用光伏k进行功率子指令的模糊控制计算，直至计算至最后一个功率模块。

8、作为本发明的优选技术方案，步骤一中，户用光伏实际并网功率pi受户用光伏额定容量pni、光伏并网效率ηi、家庭常规负荷pli，以及光伏侧直流电压ui的影响。其参考关系可用下式表示：

9、pi＝f(pni,pli,ηi,ui)

10、其中λi可以由以下公式表示：

11、

12、若prefi为第i个户用光伏需要的总出力功率指令，pref为n个用户光伏需要的总出力功率指令，则上述二组公式可确定模糊控制的输入变量为：pref、λi以及光伏侧的直流电压ui，输出变量为prefi。

13、此时，可构造模糊关系式为：prefi＝fuzzy(ui,λi,pref)。

14、作为本发明的优选技术方案，步骤二中，所述模糊控制隶属函数的设定如下：以第i个户用光伏为例，将其输入变量和输出变量分别划分等级如下公式，此时可构造模糊子集：

15、pref∈{ze,ps,pm,pl}

16、prefi∈{ze,ps,pm,pl}

17、λi∈{vs,s,m,l,vl}

18、ui∈{vs,s,m,l,vl}

19、其中：ze＝zero；ps＝positive small；pm＝positive middle；pl＝positivelarge；vs＝very small；s＝small；m＝middle；l＝large；vl＝very large；

20、此外对于各个户用光伏，其应遵循如下规矩：光伏侧直流电压ui越小，其并网功率越小；直流电压越大，则并网功率越大；λi越小，则其并网功率越大；λi越大，其并网功率越大越小；pref越大，并网功率越大；pref越小，光伏并网功率越小；并网输出功率不超过户用光伏的额定功率。

21、作为本发明的优选技术方案，步骤四中，经过模糊规则得到的输出量是论域上的一个模糊集，所需实际输出量为精确值，为此需进行模糊判决，模糊判决方式主要采用如下三种：最大隶属度法、中位数法以及加权平均法。

22、与现有技术相比，本发明提供了柔性互动装置直流母线并联异型光伏功率分配方法，具备以下有益效果：

23、该柔性互动装置直流母线并联异型光伏功率分配方法，避免低压直流母线上多个分布式光伏因个体容量、出力等存在差异而被统一调控，实现多个直流并联分布式光伏的个性化精细化控制，提升用户分布式光伏并网的积极性和满意度，促进分布式电源的消纳，推动我国新型电力系统的建设和双碳战略目标的实现。

技术特征：

1.柔性互动装置直流母线并联异型光伏功率分配方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的柔性互动装置直流母线并联异型光伏功率分配方法，其特征在于：步骤一中，户用光伏实际并网功率pi受户用光伏额定容量pni、光伏并网效率ηi、家庭常规负荷pli，以及光伏侧直流电压ui的影响。其参考关系可用下式表示：

3.根据权利要求1所述的柔性互动装置直流母线并联异型光伏功率分配方法，其特征在于：步骤二中，所述模糊控制隶属函数的设定如下：以第i个户用光伏为例，将其输入变量和输出变量分别划分等级如下公式，此时可构造模糊子集：

4.根据权利要求1所述的柔性互动装置直流母线并联异型光伏功率分配方法，其特征在于：步骤四中，所述经过模糊规则得到的输出量是论域上的一个模糊集，所需实际输出量为精确值，为此需进行模糊判决，所述模糊判决方式主要采用如下三种：最大隶属度法、中位数法以及加权平均法。

技术总结
本发明公开了柔性互动装置直流母线并联异型光伏功率分配方法，包括如下步骤：确定多个并联的户用光伏实际并网功率影响因素，并作为模糊控制变量输入；将上述步骤涉及的变量通过隶属度函数模糊化；设定模糊规则，并基于输入变量的模糊规则，以此确定输出变量；输出用户光伏的功率输出指令P<subgt;refi</subgt;以及其他(N‑1)个户用光伏模块的总输出指令P<subgt;refi</subgt;(N‑1)；在剩余的N‑1个户用光伏中，计算直至最后一个功率模块；该柔性互动装置直流母线并联异型光伏功率分配方法，避免低压直流母线上多个分布式光伏因个体容量、出力等存在差异而被统一调控，实现多个直流并联分布式光伏的个性化精细化控制，提升用户分布式光伏并网的积极性和满意度，促进分布式电源的消纳。

技术研发人员：陈刚,汪泽州,王帅,贾东梨,刘科研,车江嵘,和巍,苏毅方,李钟煦,金祝飞,舒能文,陈伦,段先栋,刘强强,潘克勤,钱锋强,顾卫华,李昭,任昭颖,叶学顺,张凯伦,王超,鲍建飞,陆燕峰,干玉成,蒋海忠,余允涛,邓亮,胡松松,黄洁,李想,孙豪豪,王许琴,周弘毅,王晨波,陆建琴,李豹,张依辰,孙帅,刘斌,蔡群峰,陆渊超,程建洲,马江涛
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司海盐县供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15