基于综合能源无功控制的用户功率因数控制方法技术

本发明专利技术公开了一种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系统的情景，其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PFc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，本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
基于综合能源无功控制的用户功率因数控制方法
本专利技术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。
技术介绍
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。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。
技术实现思路
本专利技术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。解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一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：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；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；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Qref的规则，其中，综合能源发电系统的实时有功出力标幺值P以所述综合能源发电系统的额定功率Pn为基准；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Wc、累计无功电能量Vc、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Wc和实时无功电能量Vc分别为所述用电网络从本月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分别为所述用电网络在当前时间的有功出力标幺值和无功出力标幺值；步骤S5、按下式实时计算所述用电网络从本月1号至当前时间的用户累计功率因素PFc：步骤S6、判断当前时间的用户累计功率因素PFc位于所述步骤S1所设定的五个功率因素区间中的哪一个；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控制；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Qref的无功出力。其中，所述的步骤S1中，所述五个功率因素区间包括：功率因素区间U0＝[PF0，1]、功率因素区间U1＝[PF1，PF0)、功率因素区间U2＝[PF2，PF1)、功率因素区间U3＝[PF3，PF2)和功率因素区间U4＝[0，PF3)，其中，PF0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＝PF0-0.1，PF2＝PF1-0.1，PF3＝PF2-0.1。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Y0,Y1,···,Yk，Y0＝[P0，Pn]，Yi＝[Pi，Pi-1)，i＝1,2,···,k-1，Yk＝[0，Pk-1)，其中，k取值的限制条件为P0＝80％*Pmax，Pi＝(80％-15％*i)*Pmax，并且，Pk-1≥125％*Pmin，Pmax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，Pmin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，Pmax和Pmin均为以所述综合能源发电系统的额定功率Pn为基准的标幺值。其中，所述Pmax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Pmin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。其中，所述的步骤S3中，所述预设的规则包括：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Y0时，Qref＝0；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；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，Qref＝0。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：当所述用户累计功率因素PFc位于所述功率因素区间U0时，无需启动无功控制；当所述用户累计功率因素PFc位于所述功率因素区间U1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Qref不相等时，需要启动无功控制；当所述用户累计功率因素PFc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Y2，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Qref不相等时，需要启动无功控制；当所述用户累计功率因素PFc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Y1，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Qref不相等时，需要启动无功控制；当所述用户累计功率因素PFc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Qref不相等，则需要启动无功控制。作为本专利技术的一种实施方式，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。作为本专利技术的一种实施方式，所述的综合能源发电系统为光伏发电系统，所述PF*按标准Q/CSG1211001—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。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术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PFc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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一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：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；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；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Qref的规则，其中，综合能源发电系统的实时有功出力标幺值P以所述综合能源发电系统的额定功率Pn为基准；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Wc、累计无功电能量Vc、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Wc和实时无功电能量Vc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；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PFc：PFc=Wc/Wc2+Vc2;]]>步骤S6、判断当前时间的用户累计功率因素PFc位于所述步骤S1所设定的五个功率因素区间中的哪一个；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控制；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Qref的无功出力。...

【技术特征摘要】
1.一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：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；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；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Qref的规则，其中，综合能源发电系统的实时有功出力标幺值P以所述综合能源发电系统的额定功率Pn为基准；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Wc、累计无功电能量Vc、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Wc和实时无功电能量Vc分别为所述用电网络从本月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分别为所述用电网络在当前时间的有功出力标幺值和无功出力标幺值；步骤S5、按下式实时计算所述用电网络从本月1号至当前时间的用户累计功率因素PFc：步骤S6、判断当前时间的用户累计功率因素PFc位于所述步骤S1所设定的五个功率因素区间中的哪一个；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控制；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Qref的无功出力。2.根据权利要求1所述的用户功率因数控制方法，其特征在于：所述的步骤S1中，所述五个功率因素区间包括：功率因素区间U0＝[PF0，1]、功率因素区间U1＝[PF1，PF0)、功率因素区间U2＝[PF2，PF1)、功率因素区间U3＝[PF3，PF2)和功率因素区间U4＝[0，PF3)，其中，PF0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＝PF0-0.1，PF2＝PF1-0.1，PF3＝PF2-0.1。3.根据权利要求2所述的用户功率因数控制方法，其特征在于：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Y0,Y1,···,Yk，Y0＝[P0，Pn]，Yi＝[Pi，Pi-1)，i＝1,2,···,k-1，Yk＝[0，Pk-1)，其中，k取值的限制条件为P0＝80％*Pmax，Pi＝(80％-15％*i)*Pmax，并且，Pk-1≥125％*Pmin，Pmax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，Pmin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，Pmax和Pmin均为以所述综合能源发电系统的额定功率Pn为基准的标幺值。4.根据权利要求3所述的用户功率因数控制方法，其特征在于：所述Pmax按当前时间之前一个月内所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴树鸿，倪伟东，陆锦培，汤志锐，邱桂华，罗福建，王健祥，罗伟明，邓昆英，谢志文，何锦飞，范心明，黄猛才，杜飞强，宋永禄，彭俊杰，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44