一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整方法及系统与流程

本发明适用于分布式光伏发电监测控制，提供了一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整方法及系统。

背景技术：

1、当前，分布式光伏发电作为一种范围最广的可再生能源利用方式，接入容量和数量的正逐年增加，越来越受到人们重视，但分布式光伏产生的谐波也会给电网带来严重扰动，从而影响电网电能计量和运行经济性，甚至危及电网安全性。

2、虽然配电网会针对分布式电源进行专门设计，但是配电网运行工况复杂且负荷随时会变换，因此设计有可能会失去合理性，如何实现分布式光伏发电谐波计量和有效控制就成为一个重要问题。

3、现有技术文件1(cn113466554a)公开了一种基于电能计量芯片的光伏谐波监测系统，通过设置有电能计量芯片，模数转换模块将电能信号和谐波信号转化成数字处理模块能读取的数据，数字处理模块对数据进行计算来实现电能量和谐波数值的计量，使电能信号和谐波信号更加形象具体化。

4、现有技术文件1的不足之处在于，仅是通过电能计量芯片对数据转换，得到便于监测谐波的具象化信号，而没有给出谐波治理的具体实施手段，降低了分布式光伏发电经济性。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量方法与装置，通过以谐波电能最小为目标函数在搭建分布式光伏发电输出功率模型和谐波治理装置容量模型的基础上，通过谐波测量装置检测谐波电能含量，通过远程控制策略实现谐波测量装置与谐波治理装置的自动控制。

2、本发明采用如下的技术方案。本发明的第一方面提供了一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整方法，包括以下步骤：

3、步骤1，将配电网系统以谐波电能最小为目标函数，搭建分布式光伏发电输出功率模型和谐波治理装置容量模型；

4、步骤2，采集用户谐波电量和光伏实时功率，带入步骤1所述目标函数，计算最优的谐波治理装置容量投入容量，远程控制谐波治理装置的自动控制；

5、步骤3，引入谐波电价，将步骤2获得的用户谐波电量上传至远程控制系统，计算利用电费测算平台根据谐波控制投入计算电费，进行电价引导；

6、步骤4，根据环境参数接入无源滤波谐波治理装置或有源滤波谐波治理装置以调整谐波电能计量。

7、优选地，步骤1中目标函数以如下公式表示，

8、f(ppv,q)＝min(e)

9、其中，q为谐波治理装置容量,ppv为光伏发电输出功率,e谐波电能。

10、优选地，步骤2中，采集用户谐波电量，同时采集光伏用户实时功率，利用光伏用户的功率值和谐波电量作为变量对进行求解迭代，以谐波电能最小为目标函数，求得最优的谐波治理装置容量投入容量，以如下公式表示，

11、

12、其中，n为电压电流离散化的点数，um为某次谐波电压最大值，im为某次谐波电流最大值，θ为初始相角，p为谐波功率，t为计量时间区间，d为离散点。

13、优选地，采集配网线路下分布式光伏用户的功率值和谐波电量带入谐波治理投入容量计算公式，计算谐波治理投入容量，当谐波电量较低时投入少量谐波治理装置；

14、随着分布式光伏发电出力增大，谐波电量出现增长，此时，需进行谐波治理装置投入，投入后进一步判断谐波电量情况，如大于等于设定值，则继续投入容量，否则切除容量，返回持续计算，进入流程循环。

15、优选地，采集配网线路下分布式光伏用户的功率值和谐波电能含量，带入谐波治理投入容量计算公式，计算谐波治理投入容量，以如下公式表示，

16、

17、其中，e谐波电能，q为谐波治理装置投入容量,pvi光伏为第i台区配电网某分布式光伏发电用户输出功率，k1为谐波治理装置影响系数，k2为光伏发电功率影响系数。

18、优选地，采集配网线路下台区初始谐波电量e0，分布式光伏用户的初始功率值p0光伏和谐波治理初始投入容量q0，采用改进最小二乘法计算配电网谐波电能e1，继续采集配网线路下台区初始谐波电量e1，分布式光伏用户的初始功率值p1光伏和谐波治理初始投入容量q1，计算配电网谐波电能e2，通过不断采集进行迭代，持续计算配电网谐波电量e，返回持续计算，进入流程循环，直至求得某个特定阶段谐波电能最小，通过不断调节谐波治理装置的投切，达到台区内部平衡。

19、优选地，步骤3中，引入谐波电价，计算利用电费测算平台根据谐波控制投入计算电费，进行电价引导，以如下公式表示：

20、

21、其中，γi表示i次谐波电价，i为谐波次数，且为小于50的正整数，wi表示谐波电费。

22、本发明的第二方面提供了一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整系统，运行所述的一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整方法，包括：远程控制系统、谐波治理装置和谐波测量装置；

23、谐波测量装置用于采集用户谐波电量，上传至远程控制系统；

24、谐波治理装置用于接收远程控制系统控制，投切设定的谐波治理装置容量；

25、远程控制系统用于接收用户谐波电量和光伏实时功率，以谐波电能最小为目标函数，计算最优的谐波治理装置容量投入容量；并引入谐波电价，根据计算得出谐波电费，实施电价引导。

26、优选地，谐波测量装置包括：采集计算单元、采集单元、谐波计量单元和通信单元；所述采集计算单元与采集单元、谐波计量单元和通信单元分别相连接，将检测获得的谐波电能含量通过通信单元发送至远程控制系统。

27、优选地，谐波治理装置包括：谐波控制单元、反馈单元、谐波计算单元和通信单元；谐波控制单元与反馈单元、谐波计算单元和通信单元分别相连接，基于远程控制系统控制指令，控制投切设定的谐波治理装置容量。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：现有谐波治理装置无量化调节目标，且基本为粗略计算调节装置容量，投入切除不够明确，本发明谐波治理装置以基本配电网系统中谐波电能最小为目标函数，在搭建分布式光伏发电输出功率模型和谐波治理装置容量模型的基础上，通过谐波测量装置检测谐波电能含量，通过远程控制策略实现谐波测量装置与谐波治理装置的自动控制，同时可根据实际运行情况进行实时调节，控制策略依据循环计算进行实施；同时，引入谐波电价，将谐波电能含量上传至系统，计算利用电费测算平台根据谐波控制投入计算电费，进行电价引导，并开展远程控制；系统可根据具体情况投入不同类型谐波治理装置，形成系统、测量设备及谐波治理装置的联合采集与控制。

技术特征：

1.一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整方法，其特征在于：

5.根据权利要求3所述的一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整方法，其特征在于：

7.根据权利要求3所述的一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整方法，其特征在于：

8.一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整系统，运行根据权利要求1至7中任一项所述的一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整方法，包括：远程控制系统、谐波治理装置和谐波测量装置；其特征在于：

9.根据权利要求8所述的一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整系统，其特征在于：

10.根据权利要求8所述的一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整系统，其特征在于：

技术总结
一种基于分布式光伏发电的谐波电能计量调整方法及系统，方法具体步骤包括：以谐波电能最小为目标函数，在配电网系统中搭建算法模型；根据环境参数接入无源滤波谐波治理装置或有源滤波谐波治理装置以调整谐波电能计量。本发明谐波治理装置以基本配电网系统中谐波电能最小为目标函数，在搭建分布式光伏发电输出功率模型和谐波治理装置容量模型的基础上，通过谐波测量装置检测谐波电能含量，通过远程控制策略实现谐波测量装置与谐波治理装置的自动控制，同时可根据实际运行情况进行实时调节，控制策略依据循环计算进行实施。

技术研发人员：石振刚,李飞,王鸿玺,朱雅魁,高波,温瑞霞
受保护的技术使用者：国网河北省电力有限公司营销服务中心
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21