用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法技术

本发明专利技术提供一种适用于分布式电源的D‑STATCOM无功电压控制方法，以解决现有D‑STATCOM在对分布式电源的无功电压进行控制时控制目标单一、运行经济性较差的问题。其具体步骤为：首先，设置被控节点电压目标值、关口无功上下限值、容许误差；其次，以定电压模式启动控制；随后，采集需要控制的节点电压与关口无功数值；最后，待D‑STATCOM稳定后，获取关口无功与节点电压，判断是否需要切换控制模式。本发明专利技术提出了用于分布式电源接入的D‑STATCOM无功电压方法，可用于含分布式电源接入的配电网节点电压与关口无功控制，在降低电压波动的同时能更好地兼顾关口无功传输值，从而降低网损，使电网在不同负荷水平下安全经济运行。

D-STATCOM reactive power and voltage control method for distributed power supply

The invention provides a reactive power and voltage control method for D_STATCOM applicable to distributed generation to solve the problems of single control target and poor operation economy when D_STATCOM controls reactive power and voltage of distributed generation. The concrete steps are as follows: firstly, setting the voltage target value of the controlled node, the upper and lower limit value of the reactive power and the allowable error; secondly, starting the control in the constant voltage mode; secondly, collecting the value of the node voltage and the reactive power of the gateway to be controlled; finally, after D_STATCOM is stabilized, obtaining the reactive power and the node voltage of the gateway to determine whether it is or not. You need to switch control mode. The invention provides a D_STATCOM reactive voltage method for distributed generation access, which can be used for node voltage and reactive power control of distribution network with distributed generation access. The method can reduce voltage fluctuation and give better consideration to the reactive power transmission value of the gateway, thereby reducing network loss and making the power grid safe and economical at different load levels. Function.

【技术实现步骤摘要】
用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法
本专利技术涉及D-STATCOM控制方法，特别涉及一种含分布式电源的D-STATCOM控制方法。
技术介绍
随着新能源技术的不断发展以及人们对新能源需求的增加，越来越多的光伏、风电等分布式电源接入配电网。而由于这些分布式电源往往具有间歇性、随机性的特点，易对电网特别是中低压配电网产生一定的冲击。面对因此而产生的电压波动问题，目前通常在分布式电源点附近安装D-STATCOM等动态无功补偿设备，由于其能根据所监控的无功/电压运行情况，自动调节无功出力，因此能保持接入点的电压稳定。然而，目前D-STATCOM装置主要采取定电压控制方式或定无功控制方式，其目标为控制节点电压或关口无功维持在设定的值附近，但忽略了另一变量的运行情况，从而存在以下局限性：(1)当D-STATCOM只采取定无功控制方式时，其输出电压往往不受控，在一些极端情况下易造成电压越限，从而威胁电力系统安全运行；(2)D-STATCOM只采取定电压控制时，往往不考虑关口无功的传输值，从而影响电力系统运行的经济性。综上所述，D-STATCOM用于分布式电源时其现有的控制方法还需要进一步的改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法，解决现有D-STATCOM控制方法控制目标单一、运行经济性较差的问题。本专利技术提出一种用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法，包括以下步骤：(1)设定D-STATCOM所控制节点的电压目标值为Uset、电压上限Uh和下限Ul，所监控的关口无功上限Qh和下限Ql，容许误差ε，获取D-STATCOM容量Qd；其中，Uset的建议值是1.03p.u.，Uh建议值为1.06p.u.，Ul建议值为1.01p.u.，Qh建议值为Qd/2，Ql建议值为-Qd/2；(2)以定电压方式启动控制，置控制方式变化次数k=0；(3)待D-STATCOM进入稳定状态后，获取所监控的关口无功交换量Q1、被控节点电压U1，记录当前控制方式；(4)重新设定下一步的控制方式；(5)判断新设定的控制方式与（3）中记录的控制方式是否相同，若相同，则结束本轮控制；否则，令k=k+1，判断此时k是否大于2，若是，则结束本轮控制，否则，以更改后的控制方式重新启动控制，进入（3）。上述的用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法中，所述关口是指区域性电网之间电力设备资产和经营管理范围的分界处。上述的用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法中，所述节点是指接入SVC设备的母线。上述的用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法中，所述无功交换量是指流入电力设备的无功量，其中正值代表流入，负值代表流出。上述的用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法中，所述定无功控制是指通过反馈调节方式，使D-STATCOM控制关口无功交换量为给定值。上述的用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法中，所述定电压控制是指通过反馈调节方式，使D-STATCOM控制节点电压为给定值。进一步的，步骤（4）所述下一步控制方式的设定方法为：首先判断当前控制方式，若为定电压控制，则比较Q1是否介于Ql与Qh，若是，则将控制方式设定为定电压控制，若否，则将控制方式设定为定无功控制；若当前为定无功控制，则比较U1是否介于Ul与Uh之间，若是，则将控制方式设定为定无功控制，若否，则将控制方式设定为定电压控制。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)由于电网实际运行中，一般并不要求节点电压或关口无功严格保证在某一值附近，而是允许在一定范围内发生变化，因此考虑节点电压与关口无功的协同控制，可以将原本需要保持在固定值的量适当放宽，从而兼顾电压与无功的协调性，既能保证电压处于合格范围内，又能使无功就地平衡，减少运行损耗，提高运行经济性；(2)协同控制使电压、无功都能维持在给定的范围内运行，减少了电网运行的不确定性，优先考虑了电网运行的安全性，维护电力系统电压稳定；(3)用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制能提高D-STATCOM运行的灵活性，仅通过利用已安装的D-STATCOM就能发挥出更好的效果。附图说明图1是用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法流程示意图。图2是含分布式电源的配电网接线示意图。图3是实测风电发电出力曲线图。具体实施方式以下结合附图和实例对本专利技术的具体实施做进一步说明，需指出的是，以下若有未特别详细说明之处，均是本领域技术人员可参照现有技术实现的。图1反映了用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法的具体流程。兼顾节点电压与关口无功的D-STATCOM无功电压控制方法包括：(1)设定D-STATCOM所控制节点的电压目标值为Uset、电压上限Uh和下限Ul，所监控的关口无功上限Qh和下限Ql，容许误差ε，获取D-STATCOM容量Qd；其中，Uset的建议值是1.03p.u.，Uh建议值为1.06p.u.，Ul建议值为1.01p.u.，Qh建议值为Qd/2，Ql建议值为-Qd/2；(2)以定电压方式启动控制，置控制方式变化次数k=0；(3)待D-STATCOM进入稳定状态后，获取所监控的关口无功交换量Q1、被控节点电压U1，记录当前控制方式；(4)重新设定下一步的控制方式；(5)判断新设定的控制方式与（3）中记录的控制方式是否相同，若相同，则结束本轮控制；否则，令k=k+1，判断此时k是否大于2，若是，则结束本轮控制，否则，以更改后的控制方式重新启动控制，进入（3）。以下是本专利技术方法的一个实际算例，以某含风电的配电网为例进行仿真计算，图2显示了该电网的拓扑结构，图3显示了风电随机出力曲线图。(1)设定容量为100kvar的D-STATCOM所控制配变低压侧节点的电压目标值为391.4V、电压上限402.8kV和下限383.8kV，所监控的关口无功上限为50kvar，下限为-50kvar，容许误差为0.001kvar，系统根据图3所示风电出力曲线运行；(2)以定电压方式启动控制，置控制方式变化次数k=0；(3)输入第一时刻的风电出力数据，待D-STATCOM进入稳定状态后，所监控的关口无功交换量为77kvar、被控节点电压为391.4V，所记录的当前控制方式为定电压控制；(4)由于当前时刻的控制方式为定电压控制、关口无功交换量为77kvar，超过所设定关口无功上限，故将控制模式切换定无功控制模式，指定定无功控制目标值为50kvar，置k=1，并以定无功控制模式重新启动控制；(5)重新启动控制后，关口无功交换量为50kvar，电压为395V，介于所给定电压范围内，结束本轮控制，并载入下一时刻负荷数据，以定无功控制方式启动下一时刻的控制流程，进入步骤(3)。为进一步体现本专利技术的有益效果，结合图3所示风电出力曲线，分别采用无功电压综合控制、定电压控制、定无功控制无控制等方法对一天288个断面的数据进行仿真，结果如下表：表1结果对比电压波动值/V电压合格率(%)关口无功波动值(kvar)网损(kW▪h)无功电压综合控制6.999.932.2175.5定无功控制12.797.613178.6定电压控制2.399.9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分布式电源的D‑STATCOM无功电压控制方法，其特征在于包括以下步骤：(1) 设定D‑STATCOM所控制节点的电压目标值为Uset、电压上限Uh和下限Ul，所监控的关口无功上限Qh和下限Ql，容许误差ε，获取D‑STATCOM容量Qd；(2) 以定电压方式启动控制，置控制方式变化次数k=0；(3) 待D‑STATCOM进入稳定状态后，获取所监控的关口无功交换量Q1、被控节点电压U1，记录当前控制方式；(4)重新设定下一步的控制方式；(5)判断新设定的控制方式与（3）中记录的控制方式是否相同，若相同，则结束本轮控制；否则，令k=k+1，判断此时k是否大于2，若是，则结束本轮控制，否则，以更改后的控制方式重新启动控制，进入（3）。

【技术特征摘要】
1.一种用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法，其特征在于包括以下步骤：(1)设定D-STATCOM所控制节点的电压目标值为Uset、电压上限Uh和下限Ul，所监控的关口无功上限Qh和下限Ql，容许误差ε，获取D-STATCOM容量Qd；(2)以定电压方式启动控制，置控制方式变化次数k=0；(3)待D-STATCOM进入稳定状态后，获取所监控的关口无功交换量Q1、被控节点电压U1，记录当前控制方式；(4)重新设定下一步的控制方式；(5)判断新设定的控制方式与（3）中记录的控制方式是否相同，若相同，则结束本轮控制；否则，令k=k+1，判断此时k是否大于2，若是，则结束本轮控制，否则，以更改后的控制方式重新启动控制，进入（3）。2.根据权利要求1所述的用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法，其特征在于：步骤(1)所述Uset的建议值是1.03p.u.，Uh建议值为1.06p.u.，Ul建议值为1.01p.u.，Qh建议值为Qd/2，Ql建议值为-Qd/2。3.根据权利要求1所述的用于分布式电源的D-STATCOM无功电压控制方法，其特征在于：步骤（4）所述下一步控制方式的设定方法为：首先判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，张勇军，刘轩，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44