一种混合供电系统电力平衡控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种混合供电系统电力平衡控制系统，所述混合供电系统包括电力网、太阳能电站、风力发电站、控制器，所述控制器包括阈值设定单元、不平衡度计算模块、无功计算模块、处理器；所述处理器判断混合供电系统的实际无功出力是否超出无功出力上、下限，如果是，则将对应的无功出力上、下限值作为越限的发电机的实际无功出力，并将所述PV节点变更为PQ节点，进而使得有功出力不平衡程度减小；如果否，则判断是否还存在有功出力不平衡程度，如果存在则将导纳矩阵进行LU分解，进而运用前推回代法实施潮流计算。本发明专利技术能够及时调节新能源与电力供电系统供电的不平衡度，并确保新能源及时跟踪最大功率。

A power balance control system for hybrid power supply system

The invention discloses a power balance control system for a hybrid power supply system. The hybrid power supply system includes a power grid, a solar power station, a wind power station, and a controller. The controller includes a threshold setting unit, an imbalance calculation module, a reactive power calculation module, and a processor. The processor judges a hybrid power supply system. Whether the actual reactive power of the system exceeds the upper and lower limits of the reactive power output, if it is, the corresponding reactive power and lower limits are used as the actual reactive power of the generator, and the PV node is changed into a PQ node, and the unbalance of the active power is reduced. If not, it will judge whether there is still a active power out. If the degree of force imbalance exists, the admittance matrix will be decomposed by LU if it exists. Then, the forward and backward substitution method is applied to carry out the power flow calculation. The invention can timely adjust the imbalance degree of the power supply between the new energy and the power supply system, and ensure that the new energy can track the maximum power in time.

【技术实现步骤摘要】
一种混合供电系统电力平衡控制系统
本专利技术涉及一种新能源供电
，尤其是一种一种混合供电系统电力平衡控制系统。
技术介绍
随着能源的不断损耗，对于新能源的充分利用越来越得到社会和国家的认可，然后新能源的间隙性，导致其无法稳定的供电，现有的方式通常采用新能源与电力网混合供电的方式，但是，电能质量无法得到有效保障。电力系统中的电力需要实时达到平衡，而该平衡的实现通常是通过调整发电装置的出力来操作。通常考虑的平衡仅是指有功功率的平衡，然而为了保障电力系统的安全、稳定、经济的运行，无功功率的情况也是必须要考虑的因素。而现有技术中，通常针对某一个特定的发电装置设置无功出力的上、下限，而不管在实际中该发电装置是处于空载、轻载、还是满载，均采用这个上、下限作为无功出力的约束进行判断。这种情况虽然使得判断变得简单，但是与实际情况相差较远，因为载重的不同导致会影响无功的范围，即固定的某一个数值无法准确的表达变动的范围。
技术实现思路
因此，针对上述问题，本专利技术提供了一种混合供电系统电力平衡控制系统，所述混合供电系统包括电力网、太阳能电站、风力发电站、控制器，所述控制器包括阈值设定单元、不平衡度计算模块、无功计算模块、处理器；所述阈值设定单元用于针对所述混合供电系统确定PQ阈值；所述不平衡度计算模块基于所述混合供电系统中所有节点的功率水平，计算电力系统的有功出力不平衡程度；所述无功计算模块用于判断当松弛节点的有功出力不平衡程度超过其设定阈值时，使得各个发电机承担所述松弛节点的有功出力不平衡程度，并计算与PV节点连接的各个发电机在当前有功出力数值Pt对应的无功出力上、下限；所述处理器判断混合供电系统的实际无功出力是否超出无功出力上、下限，如果是，则将对应的无功出力上、下限值作为越限的发电机的实际无功出力，并将所述PV节点变更为PQ节点，进而使得有功出力不平衡程度减小；如果否，则判断是否还存在有功出力不平衡程度，如果存在则将导纳矩阵进行LU分解，进而运用前推回代法实施潮流计算。所述的一种混合供电系统电力平衡控制系统，所述阈值设定单元设定PQ阈值具体包括：针对混合供电系统中任一供电单元，绘制该供电单元的PQ特性曲线，所述PQ特性曲线以P为横坐标，以Q为纵坐标；根据所述PQ特性曲线得到该供电单元对应的特征数值，所述特征数值包括所述供电单元的最大无功出力Qmax，最小无功出力Qmin，最大有功出力Pmax，所述供电单元的功率因数角为额定数值时的有功出力Pset、无功出力Qset；基于所述特征数值、所述PQ特性曲线形成基准坐标，所述基准坐标包括（0，Qmax），（0，Qmin），（Pmax，0），（Pset，Qset），所述PQ特性曲线与经由（（V2tanθmax）/Xd，0）、（0，-V2/Xd）的直线的交点中横坐标数值较大的交点的坐标（Pcross，Qcross），所述V为供电单元的额定电压，所述θ为功角，所述Xd为直轴同步电抗；拟合通过（0，Qmax）、（Pset，Qset）的二次函数，得到第一曲线；拟合通过（Pset，Qset）、（Pmax，0）的二次函数，得到第二曲线；拟合通过（Pmax，0）、（Pcross，Qcross）的二次函数，得到第三曲线；拟合通过（Pcross，Qcross）、（0，-V2/Xd）的直线，得到第一直线；所述第一曲线、第二曲线、第三曲线、第一直线和直线P=0在以P为横坐标，以Q为纵坐标的坐标平面上形成的封闭图形即为PQ稳定区域，所述PQ稳定区域的边界即为所述第一曲线、第二曲线、第三曲线、第一直线和直线P=0的一部分。所述的一种混合供电系统电力平衡控制系统，所述太阳能电站包括第一最大功率跟踪模块、第二最大功率跟踪模块；所述第一最大功率跟踪模块为主最大功率跟踪模块，所述第二最大功率跟踪模块为从第二最大功率跟踪模块，所述第一最大功率跟踪模块实时控制所述太阳能电站中的光伏电池进行最大功率跟踪，并将实施最大功率跟踪的第一控制系统发送给所述第二最大功率跟踪模块，所述第二最大功率跟踪模块实时模拟最大功率跟踪，并得出模拟最大功率的第二控制系数，所述第二最大功率跟踪模块接收所述第一控制系数后，将所述第二控制系数与所述第一控制系数进行比较，得出差值，判断所述第一最大功率跟踪模块进行最大功率跟踪时是否实时追踪最大功率，如果是，则保留所述第一最大功率跟踪模块进行功率跟踪，如果否，则进行下一周期判断，如果仍然判断所述第一最大功率跟踪模块没有进行最大功率跟踪，则切换到第二最大功率跟踪模块进行太阳能电站的最大功率跟踪。所述的一种混合供电系统电力平衡控制系统，所述风力发电站包括第三最大功率跟踪模块、第四最大功率跟踪模块；所述第三最大功率跟踪模块为主最大功率跟踪模块，所述第四最大功率跟踪模块为从最大功率跟踪模块，所述第三最大功率跟踪模块实时控制所述风力发电站中的风机进行最大功率跟踪，并将实施最大功率跟踪的第三控制系统发送给所述第四最大功率跟踪模块，所述第四最大功率跟踪模块实时模拟最大功率跟踪，并得出模拟最大功率的第四控制系数，所述第四最大功率跟踪模块接收所述第三控制系数后，将所述第四控制系数与所述第三控制系数进行比较，得出差值，判断所述第三最大功率跟踪模块进行最大功率跟踪时是否实时追踪最大功率，如果是，则保留所述第三最大功率跟踪模块进行功率跟踪，如果否，则进行下一周期判断，如果仍然判断所述第三最大功率跟踪模块没有进行最大功率跟踪，则切换到第四最大功率跟踪模块进行风力发电站的最大功率跟踪。所述的一种混合供电系统电力平衡控制系统，所述任一供电单元包括光伏电池、风力发电机、发电机、蓄电池。本专利技术能够及时调节新能源与电力供电系统供电的不平衡度，并确保新能源及时跟踪最大功率。附图说明图1是一种混合供电系统电力平衡控制系统示意图。具体实施方式如图1所示，是一种混合供电系统电力平衡控制系统示意图。本专利技术提供了一种混合供电系统电力平衡控制系统，所述混合供电系统包括电力网、太阳能电站、风力发电站、控制器，所述控制器包括阈值设定单元、不平衡度计算模块、无功计算模块、处理器；所述阈值设定单元用于针对所述混合供电系统确定PQ阈值；所述不平衡度计算模块基于所述混合供电系统中所有节点的功率水平，计算电力系统的有功出力不平衡程度；所述无功计算模块用于判断当松弛节点的有功出力不平衡程度超过其设定阈值时，使得各个发电机承担所述松弛节点的有功出力不平衡程度，并计算与PV节点连接的各个发电机在当前有功出力数值Pt对应的无功出力上、下限；所述处理器判断混合供电系统的实际无功出力是否超出无功出力上、下限，如果是，则将对应的无功出力上、下限值作为越限的发电机的实际无功出力，并将所述PV节点变更为PQ节点，进而使得有功出力不平衡程度减小；如果否，则判断是否还存在有功出力不平衡程度，如果存在则将导纳矩阵进行LU分解，进而运用前推回代法实施潮流计算。所述的一种混合供电系统电力平衡控制系统，所述阈值设定单元设定PQ阈值具体包括：针对混合供电系统中额任一供电单元，绘制该供电单元的PQ特性曲线，所述PQ特性曲线以P为横坐标，以Q为纵坐标；根据所述PQ特性曲线得到该供电单元对应的特征数值，所述特征数值包括所述供电单元的最大无功出力Qmax，最小无功出力Qmin，最大有功出力P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合供电系统电力平衡控制系统，其特征在于，所述混合供电系统包括电力网、太阳能电站、风力发电站、控制器，所述控制器包括阈值设定单元、不平衡度计算模块、无功计算模块、处理器；所述阈值设定单元用于针对所述混合供电系统确定PQ阈值；所述不平衡度计算模块基于所述混合供电系统中所有节点的功率水平，计算电力系统的有功出力不平衡程度；所述无功计算模块用于判断当松弛节点的有功出力不平衡程度超过其设定阈值时，使得各个发电机承担所述松弛节点的有功出力不平衡程度，并计算与PV节点连接的各个发电机在当前有功出力数值Pt对应的无功出力上、下限；所述处理器判断混合供电系统的实际无功出力是否超出无功出力上、下限，如果是，则将对应的无功出力上、下限值作为越限的发电机的实际无功出力，并将所述PV节点变更为PQ节点，进而使得有功出力不平衡程度减小；如果否，则判断是否还存在有功出力不平衡程度，如果存在则将导纳矩阵进行LU分解，进而运用前推回代法实施潮流计算。

【技术特征摘要】
1.一种混合供电系统电力平衡控制系统，其特征在于，所述混合供电系统包括电力网、太阳能电站、风力发电站、控制器，所述控制器包括阈值设定单元、不平衡度计算模块、无功计算模块、处理器；所述阈值设定单元用于针对所述混合供电系统确定PQ阈值；所述不平衡度计算模块基于所述混合供电系统中所有节点的功率水平，计算电力系统的有功出力不平衡程度；所述无功计算模块用于判断当松弛节点的有功出力不平衡程度超过其设定阈值时，使得各个发电机承担所述松弛节点的有功出力不平衡程度，并计算与PV节点连接的各个发电机在当前有功出力数值Pt对应的无功出力上、下限；所述处理器判断混合供电系统的实际无功出力是否超出无功出力上、下限，如果是，则将对应的无功出力上、下限值作为越限的发电机的实际无功出力，并将所述PV节点变更为PQ节点，进而使得有功出力不平衡程度减小；如果否，则判断是否还存在有功出力不平衡程度，如果存在则将导纳矩阵进行LU分解，进而运用前推回代法实施潮流计算。2.根据权利要求1所述的一种混合供电系统电力平衡控制系统，其特征在于，所述阈值设定单元设定PQ阈值具体包括：针对混合供电系统中的任一供电单元，绘制该供电单元的PQ特性曲线，所述PQ特性曲线以P为横坐标，以Q为纵坐标；根据所述PQ特性曲线得到该供电单元对应的特征数值，所述特征数值包括所述供电单元的最大无功出力Qmax，最小无功出力Qmin，最大有功出力Pmax，所述供电单元的功率因数角为额定数值时的有功出力Pset、无功出力Qset；基于所述特征数值、所述PQ特性曲线形成基准坐标，所述基准坐标包括（0，Qmax），（0，Qmin），（Pmax，0），（Pset，Qset），所述PQ特性曲线与经由（（V2tanθmax）/Xd，0）、（0，-V2/Xd）的直线的交点中横坐标数值较大的交点的坐标（Pcross，Qcross），所述V为供电单元的额定电压，所述θ为功角，所述Xd为直轴同步电抗；拟合通过（0，Qmax）、（Pset，Qset）的二次函数，得到第一曲线；拟合通过（Pset，Qset）、（Pmax，0）的二次函数，得到第二曲线；拟合通过（Pmax，0）、（Pcross，Qcross）的二次函数，得到第三曲线；拟合通过（Pcross，Qcross）、（0，-V2/Xd）的直线，得到第一直线；所述第一曲线...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京省鑫知识产权运营服务有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11