基于综合能源无功控制的用户功率因数控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统控制技术，具体的说是一种基于综合能源无功控制的用户功 率因数控制方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，基于光伏、风电、小水电等多种能源的综合能源发电取得了长足的发展， 为综合能源业主带来了较大的经济效益，也为节能减排、能源转型、电网清洁化发展等方面 做出了突出的贡献。但是由于能源资源本身的分散性，大量小规模综合能源发电系统选择 就近接入用户侧电网，而且大多采取不输出无功功率的模式，即无功功率输出恒定为零。在 这种情况下，由于综合能源有功发电减少用户对电网的有功需求，而无功需求不变，因此， 用户功率因数出现了偏低的现象，直接导致用户电费增加，给用户带来了经济损失。
[0003] 另一方面，综合能源发电机组（同步发电机、逆变器）及其配置的无功补偿设备 (电容器组、SVG等）均具备无功功率输出能力，可通过综合能源无功控制实现对用户功率 因数的控制和调节。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于综合能源无功控制的用户功率因数 控制方法，以克服现有技术中由于用户的用电网络接入综合能源发电系统造成公用电网功 率因素降低而使得用户电费升高的问题。
[0005] 解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
[0006] -种基于综合能源无功控制的用户功率因数控制方法，所述用户的用电网络同时 接入公用电网和综合能源发电系统，包括：
[0007] 步骤S1，依据《功率因数调整电费办法》，设定五个功率因素区间；
[0008] 步骤S2、设定k+1个以所述综合能源发电系统的额定功率Pn为基准的有功出力标 幺值区间；
[0009] 步骤S3、预设所述综合能源发电系统的实时有功出力标幺值P分别位于所述k+1 个有功出力标幺值区间时所述综合能源发电系统应对应输出的无功出力控制目标值Q raf的 规则，其中，综合能源发电系统的实时有功出力标么值P以所述综合能源发电系统的额定 功率P nS基准；
[0010] 步骤S4、按照预设的采样间隔，采集所述综合能源发电系统的累计有功电能量W。、 累计无功电能量V。、实时有功出力标幺值P和实时无功出力标幺值Q，其中，实时有功电能 量W。和实时无功电能量V。分别为所述用户用电网络从本月1号至当前时间的有功电能量 和实时无功电能量，实时有功出力标幺值P和实时无功出力标幺值Q分别为所述用户用电 网络在当前时间的有功出力标幺值和无功出力标幺值；
[0011] 步骤S5、按下式实时计算所述用户用电网络从本月1号至当前时间的用户累计功 率因素PF。：
[0013] 步骤S6、判断当前时间的用户累计功率因素PF。位于所述步骤SI所设定的五个功 率因素区间中的哪一个；
[0014] 步骤S7、依据步骤S6的判断结果，确定所述综合能源发电系统在当前时间是否需 要启动无功te制；
[0015] 步骤S8、当步骤S7确定所述综合能源发电系统在当前时间需要启动无功控制时， 控制所述综合能源发电系统按步骤S3预设的规则输出达到对应无功出力控制目标值Q raf 的无功出力。
[0016] 其中，所述的步骤Sl中，所述五个功率因素区间包括：功率因素区间UO = [PF。， 1]、功率因素区间Ul= [PF1,PF。）、功率因素区间U2= [PF2^F1)、功率因素区间U3= [PF3， PF2)和功率因素区间U4 = [0，PF3)，其中，PF。为《功率因数调整电费办法》规定的对应用户 的功率因素标准，PF1=PFq-O. 1，PF2= PF「0? 1，PF3= PF2-O. 1。
[0017] 其中，所述的步骤S2中，所述k+1个有功出力标幺值区间分别为有功出力标幺值 区间 YO, Y1，? ? ?，Yk，YO = [P。，Pn]，Yi = [P1, P1 J，i = 1，2, ? ? ?，k-1，Yk = [0, Pk D， 其中，k 取值的限制条件为 P。= 80% *P_，P1= (80% -15% ，并且，Pkl> 125% *P_，P_为所述综合能源发电系统在一天之内的最大有功出力的历史平均值，P _为所述 综合能源发电系统在一天之内的最小有功出力的历史平均值,PniaJPPniin均为以所述综合能 源发电系统的额定功率P n为基准的标幺值。
[0018] 其中，所述Pniax按当前时间之前一个月内所述综合能源发电系统每天的最大有功 出力进行平均计算，所述？_按当前时间之前一个月内所述综合能源发电系统每天的最小 有功出力进行平均计算。
[0019] 其中，所述的步骤S3中，所述预设的规则包括：
[0020] 当所述综合能源发电系统的实时有功出力标幺值P位于所述有功出力标幺值区 间 YO 时，Qraf = O ;
[0021 ] 当所述综合能源发电系统的实时有功出力标幺值P位于所述有功出力标幺值区 间Yi，i = 1，2，? ? ?，k-1时
_，其中，PF*"为所述综合能源发电 系统对应标准规定的综合能源功率因数考核下限；
[0022] 当所述综合能源发电系统的实时有功出力标幺值P位于所述有功出力标幺值区 间 Yk 时，Qraf= 0。
[0023] 其中，所述的步骤S7中，所述确定综合能源发电系统在当前时间是否需要启动无 功控制的方法包括：
[0024] 当所述用户累计功率因素PF。位于所述功率因素区间UO时，无需启动无功控制；
[0025] 当所述用户累计功率因素PF。位于所述功率因素区间Ul时，判断所述综合能源发 电系统在当前时间的实时有功出力标幺值P是否位于所述有功出力标幺值区间Yl或Y2或 Y3,如是，则无需启动无功控制，如否，则在所述综合能源发电系统在当前时间的实时无功 出力标幺值Q与当前时间实时有功出力标幺值P按所述步骤S3的预设规则所对应的无功 出力控制目标值Q raf不相等时，需要启动无功控制；
[0026] 当所述用户累计功率因素PF。位于所述功率因素区间U2时，判断所述综合能源发 电系统在当前时间的实时有功出力标幺值P是否位于所述有功出力标幺值区间Y1或Y 2，如 是，则无需启动无功控制，如否，则在所述综合能源发电系统在当前时间的实时无功出力标 幺值Q与当前时间实时有功出力标幺值P按所述步骤S3的预设规则所对应的无功出力控 制目标值Q raf不相等时，需要启动无功控制；
[0027] 当所述用户累计功率因素PF。位于所述功率因素区间U3时，判断所述综合能源发 电系统在当前时间的实时有功出力标幺值P是否位于所述有功出力标幺值区间Yl，如是， 则无需启动无功控制，如否，则在所述综合能源发电系统在当前时间的实时无功出力标幺 值Q与当前时间实时有功出力标幺值P按所述步骤S3的预设规则所对应的无功出力控制 目标值Q raf不相等时，需要启动无功控制；
[0028] 当所述用户累计功率因素PF。位于所述功率因素区间U4时，如果所述综合能源发 电系统在当前时间的实时无功出力标幺值Q与当前时间实时有功出力标幺值P按所述步骤 S3的预设规则所对应的无功出力控制目标值Q raf不相等，则需要启动无功控制。
[0029] 作为本发明的一种实施方式，所述的综合能源发电系统为光伏发电系统或小水电 发电系统或小火电发电系统。
[0030] 作为本发明的一种实施方式，所述的综合能源发电系统为光伏发电系统，所述PK 按标准Q/CSG 1211001-2014《分布式光伏发电系统接入电网技术规范》中规定的综合能 源功率因数考核下限进行设定。
[0031] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0032] 本发明能够在用户累计功率因数较低，出现无功缺额时，根据综合能源发电系统 在当前时间的用户累计功率因素PF。和实时有功出力标幺值P，通过控制综合能源发电系统 的无功出力来改善用户累计功率因素，可在满足综合能源发电系统发电要求和并网点功率 因数考核要求的前提下，提高用户的累计功率因数，从而在《功率因数调整电费办法》的规 定下避免用户的用电网络因接入综合能源发电系统造成公用电网功率因素降低而造成电 费损失，同时，本发明对于提升本地电压水平，保障综合能源安全稳定运行等具有重要的理 论和现实意义。
【附图说明】
[0033] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
[0034] 图1为本发明的用户功率因数控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0035] 如图1所示，本发明基于综合能源无功控制的用户功率因数控制方法，适用于用 户的用电网络同时接入公用电网和综合能源发电