配电网光储集群的无功功率调度方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种配电网光储集群的无功功率调度方法。该方法包括：判定无功功率运行区间，并根据调度值Q与并网点处实测无功功率Qpcc，结合本地电压越限阈值条件，确定无功功率待调整值ΔQ；根据ΔQ的大小，对各储能设备和各小型光伏电站的无功功率进行调度，当ΔQ＞0时，对各储能设备和各小型光伏电站进行增发无功功率的调度，否则，令ΔQ＝|ΔQ|，对各储能设备和各小型光伏电站进行减发无功功率的调度。本发明专利技术使电网调度部门获得了原先并不具备的无功功率调度能力，减少甚至避免电压越限问题，可应对复杂多变的现场工况。

Reactive power dispatch method for distribution network optical storage cluster

The embodiment of the invention provides a reactive power dispatching method for a distribution network optical storage cluster. The method includes: determining the reactive power operation interval, determining the reactive power to be adjusted according to the dispatch value Q and the measured reactive power Qpcc at the grid-connected point, and determining the reactive power to be adjusted according to the local voltage threshold condition; dispatching the reactive power of various energy storage equipment and small photovoltaic power stations according to the size of_Q, and dispatching the reactive power of each small photovoltaic power station when_Q > 0. Each energy storage device and each small photovoltaic power station are scheduled to generate additional reactive power. Otherwise, Q=|Q | is made to reduce reactive power for each energy storage device and each small photovoltaic power station. The invention enables the power grid dispatching department to acquire the reactive power dispatching capability which is not previously available, reduce or even avoid the voltage overrun problem, and can cope with complex and changeable field working conditions.

【技术实现步骤摘要】
配电网光储集群的无功功率调度方法
本专利技术涉及电网调度
，尤其涉及一种配电网光储集群的无功功率调度方法。
技术介绍
分布式发电设备“自发自用，余电上网”的运营模式能够为用户带来一定的经济收益，在经济条件落后且可再生能源丰富的乡村地区得到了大量推广，太阳能发电即为众多分布式发电方式之一。太阳能发电设备主要有：光伏电站、光储电站、户用光储一体机以及户用光伏设备等。太阳能具有随机性、间隙性、周期性以及波动性等特点，利用太阳能进行光伏发电的光伏设备的功率出力同样具有此特点。近年来，属于“精准扶贫”中的光伏扶贫项目已经由政府推动实施，在光照资源丰富的乡镇农村推广。由于电网通信条件的限制和较低的功率等级，电网调度部门对当前安装在乡村电力线末端的上述设备并不具备控制能力；各分散的农舍位于电力系统输电线路末端，由电力系统潮流分布规律可知，输电线路末端极易产生电压越限问题，影响台区变压器附近和中低压配电网线路的电能质量。当在农舍屋顶或农田安装光伏设备后，有功功率输入电网引起的反向潮流加剧了电压越限，严重影响了电能质量，使低压配电网的电能质量严重超出国家标准，对电网的安全运行带来隐患。国标GB/T19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》中，对于10kV及以上电压等级的光伏电站加装动态无功补偿装置的配置容量和并网点电压水平进行了规范说明。一般会依次利用光伏电站并网逆变器的无功容量和动态无功补偿装置的无功容量进行电压控制，但容易出现并网逆变器和动态无功补偿装置的无功功率输出方向相反的情况，影响了经济性。对于电压等级10kV以下的小型光伏电站的运行缺乏相关标准，因可参考上述国家标准，利用光伏逆变器中闲置的无功容量对小型光伏电站进行无功功率控制。储能设备可实现有功功率及无功功率的四象限运行，使含集群分布式电源的配电网具有柔性调节的能力，通过吸收或发出无功功率，提供无功补偿，跟随调度指令，优化并网点PCC的电压质量。户用光伏设备及户用光储一体机的发电模式多为“自发自用，余电上网”；户用光储一体机的光伏单元和储能单元分别并联在同一根直流母线上。由于户用光伏设备和户用光储一体机的可控无功功率容量很小，在进行无功功率调度时可不予考虑。现有技术中，多为针对独立并网的高电压等级光伏电站的并网逆变器进行无功优化与电压控制，随着低压配电网渗透率的不断提高，需要电网调度部门具备对下级广域集群低电压等级小型光伏电站与储能设备的调度能力，调度10kV/380V台区变压器并网点无功功率，但当前市场缺乏相关装置研发与调度理论支持。因此，建立安全可靠的电力通信线路，有必要提出一种配电网光储设备集群的无功功率调度方案，使电网调度部门具备对380V电压等级的小型光伏电站与储能设备的调度能力，提升电网运行安全性与稳定性。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种配电网光储集群的无功功率调度方法，以解决上述
技术介绍
中的问题。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：本专利技术的实施例提供的一种配电网光储集群的无功功率调度方法，其特征在于，该方法包括：判定无功功率运行区间，并根据调度值Q与并网点处实测无功功率Qpcc，结合本地电压越限阈值条件，确定无功功率待调整值ΔQ；根据所述无功功率待调整值ΔQ的大小，对各储能设备和各小型光伏电站的无功功率进行调度，当ΔQ＞0时，进行增发无功功率的调度，否则，令ΔQ＝|ΔQ|，进行减发无功功率的调度；当进行增发无功功率的调度时，比较所述无功功率待调整值ΔQ与各储能设备最大无功余量增量总和∑ΔQei的大小，确定对各储能设备下发的无功功率指令，且当ΔQ＞∑ΔQei时，比较待分配的无功功率ΔQ′与各小型光伏电站最大无功余量增量总和∑ΔQsi的大小，确定对各小型光伏电站下发的无功功率指令；当进行减发无功功率的调度时，比较所述无功功率待调整值ΔQ与各储能设备最大无功余量减量总和∑δQei的大小，确定对各储能设备下发的无功功率指令，且当ΔQ＞∑δQei时，比较待分配的无功功率ΔQ′与各小型光伏电站最大无功余量减量总和∑δQsi的大小，确定对各小型光伏电站下发的无功功率指令。优选地，所述的判定无功功率运行区间，并根据调度值Q与并网点处实测无功功率QPCC，确定无功功率待调整值ΔQ，包括：设电网调度部门下发的无功功率调度指令为Q，当前电网并网点PCC处的实测无功功率为Qpcc，PCC处的实测电压为Upcc，满足电压控制要求的电压上限值为Ulimit-up，满足电压控制要求的电压下限值为Ulimit-down；则电压上限偏差值为：ΔUup＝Ulimit-up-Upcc；(1)电压下限偏差值为：ΔUdown＝Ulimit-down-Upcc；(2)根据式(1)、(2)，计算出无功功率的上限偏差值为：式中，X为并网点与电网平衡节点之间的系统阻抗；无功功率的下限偏差值为：对比Qup与Qdown的大小关系，形成[Q小，Q大]区间，则：当Qup＞Qdown时，无功功率运行区间为：[Q小，Q大]＝[Qdown，Qup]，当Qup＜Qdown时，无功功率运行区间为：[Q小，Q大]＝[Qup，Qdown]。优选地，所述的判定无功功率运行区间，并根据调度值Q与并网点处实测无功功率QPCC，确定无功功率待调整值ΔQ，还包括：根据所述调度值Q和所述无功功率运行区间，判断是否进行无功功率调度：当Q∈[Q小，Q大]时，则进行无功功率调度，当时，则不进行无功功率调度；当进行无功功率调度时，确定无功功率待调整值ΔQ如下：当Q＞Q大时，ΔQ＝Q大-Qpcc，当Q＜Q小时，ΔQ＝Q小-Qpcc；其中，电压偏差的死区阈值和无功偏差的死区阈值均在相应允许波动量和测量误差之和的范围内，所述无功功率待调整值小于死区阈值时不进行调度。优选地，所述的当进行增发无功功率的调度时，比较所述无功功率待调整值ΔQ与各储能设备最大无功余量增量总和∑ΔQei的大小，确定对各储能设备下发的无功功率指令，且当ΔQ＞∑ΔQei时，比较待分配的无功功率ΔQ′与各小型光伏电站最大无功余量增量总和∑ΔQsi的大小，确定对各小型光伏电站下发的无功功率指令，包括：设各储能设备的有功功率实时值为Pei，无功功率实时值为Qei，额定视在功率为Sei；则各储能设备的最大无功余量增量为：各储能设备的最大无功余量减量为：根据式(5)、(6)，得出储能设备输出的无功功率可调最大值为：设各小型光伏电站的有功功率实时值为Psi，无功功率实时值为Qsi，额定视在功率为Ssi；则各小型光伏电站的最大无功余量增量为：各小型光伏电站的最大无功余量减量为：根据式(8)、(9)，得出小型光伏电站输出的无功功率可调最大值为：优选地，所述的当进行增发无功功率的调度时，比较所述无功功率待调整值ΔQ与各储能设备最大无功余量增量总和∑ΔQei的大小，确定对各储能设备下发的无功功率指令，且当ΔQ＞∑ΔQei时，比较待分配的无功功率ΔQ′与各小型光伏电站最大无功余量增量总和∑ΔQsi的大小，确定对各小型光伏电站下发的无功功率指令，还包括：进行增发无功功率的调度：当ΔQ≤∑ΔQei时，对各储能设备待下发的无功功率指令为：对比各Qei′的正负关系，若各Qei′同号，则按照Qei′对各储能设备下发无功功率指令，结束调度；若各Qei′异号，将Qe本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网光储集群的无功功率调度方法，其特征在于，该方法包括：判定无功功率运行区间，并根据调度值Q与并网点处实测无功功率Qpcc，结合本地电压越限阈值条件，确定无功功率待调整值ΔQ；根据所述无功功率待调整值ΔQ的大小，对各储能设备和各小型光伏电站的无功功率进行调度，当ΔQ＞0时，进行增发无功功率的调度，否则，令ΔQ＝|ΔQ|，进行减发无功功率的调度；当进行增发无功功率的调度时，比较所述无功功率待调整值ΔQ与各储能设备最大无功余量增量总和∑ΔQei的大小，确定对各储能设备下发的无功功率指令，且当ΔQ＞∑ΔQei时，比较待分配的无功功率ΔQ′与各小型光伏电站最大无功余量增量总和∑ΔQsi的大小，确定对各小型光伏电站下发的无功功率指令；当进行减发无功功率的调度时，比较所述无功功率待调整值ΔQ与各储能设备最大无功余量减量总和∑δQei的大小，确定对各储能设备下发的无功功率指令，且当ΔQ＞∑δQei时，比较待分配的无功功率ΔQ′与各小型光伏电站最大无功余量减量总和∑δQsi的大小，确定对各小型光伏电站下发的无功功率指令。

【技术特征摘要】
1.一种配电网光储集群的无功功率调度方法，其特征在于，该方法包括：判定无功功率运行区间，并根据调度值Q与并网点处实测无功功率Qpcc，结合本地电压越限阈值条件，确定无功功率待调整值ΔQ；根据所述无功功率待调整值ΔQ的大小，对各储能设备和各小型光伏电站的无功功率进行调度，当ΔQ＞0时，进行增发无功功率的调度，否则，令ΔQ＝|ΔQ|，进行减发无功功率的调度；当进行增发无功功率的调度时，比较所述无功功率待调整值ΔQ与各储能设备最大无功余量增量总和∑ΔQei的大小，确定对各储能设备下发的无功功率指令，且当ΔQ＞∑ΔQei时，比较待分配的无功功率ΔQ′与各小型光伏电站最大无功余量增量总和∑ΔQsi的大小，确定对各小型光伏电站下发的无功功率指令；当进行减发无功功率的调度时，比较所述无功功率待调整值ΔQ与各储能设备最大无功余量减量总和∑δQei的大小，确定对各储能设备下发的无功功率指令，且当ΔQ＞∑δQei时，比较待分配的无功功率ΔQ′与各小型光伏电站最大无功余量减量总和∑δQsi的大小，确定对各小型光伏电站下发的无功功率指令。2.根据权利要求1所述的配电网光储集群的无功功率调度方法，其特征在于，所述的判定无功功率运行区间，并根据调度值Q与并网点处实测无功功率QPCC，确定无功功率待调整值ΔQ，包括：设电网调度部门下发的无功功率调度指令为Q，当前电网并网点PCC处的实测无功功率为Qpcc，PCC处的实测电压为Upcc，满足电压控制要求的电压上限值为Ulimit-up，满足电压控制要求的电压下限值为Ulimit-down；则电压上限偏差值为：ΔUup＝Ulimit-up-Upcc；(1)电压下限偏差值为：ΔUdown＝Ulimit-down-Upcc；(2)根据式(1)、(2)，计算出无功功率的上限偏差值为：式中，X为并网点与电网平衡节点之间的系统阻抗；无功功率的下限偏差值为：对比Qup与Qdown的大小关系，形成[Q小，Q大]区间，则：当Qup＞Qdown时，无功功率运行区间为：[Q小，Q大]＝[Qdown，Qup]，当Qup＜Qdown时，无功功率运行区间为：[Q小，Q大]＝[Qup，Qdown]。3.根据权利要求2所述的配电网光储集群的无功功率调度方法，其特征在于，所述的判定无功功率运行区间，并根据调度值Q与并网点处实测无功功率QPCC，确定无功功率待调整值ΔQ，还包括：根据所述调度值Q和所述无功功率运行区间，判断是否进行无功功率调度：当Q∈[Q小，Q大]时，则进行无功功率调度，当时，则不进行无功功率调度；当进行无功功率调度时，确定无功功率待调整值ΔQ如下：当Q＞Q大时，ΔQ＝Q大-Qpcc，当Q＜Q小时，ΔQ＝Q小-Qpcc；其中，电压偏差的死区阈值和无功偏差的死区阈值均在相应允许波动量和测量误差之和的范围内，所述无功功率待调整值小于死区阈值时不进行调度。4.根据权利要求1所述的配电网光储集群的无功功率调度方法，其特征在于，所述的当进行增发无功功率的调度时，比较所述无功功率待调整值ΔQ与各储能设备最大无功余量增量总和∑ΔQei的大小，确定对各储能设备下发的无功功率指令，且当ΔQ＞∑ΔQei时，比较待分配的无功功率ΔQ′与各小型光伏电站最大无功余量增量总和∑ΔQsi的大小，确定对各小型光伏电站下发的无功功率指令，包括：设各储能设备的有功功率实时值为Pei，无功功率实时值为Qei，额定视在功率为Sei；则各储能设备的最大无功余量增量为：各储能设备的最大无功余量减量为：根据式(5)、(6)，得出储能设备输出的无功功率可调最大值为：设各小型光伏电站的有功功率实时值为Psi，无功功率实时值为Qsi，额定视在功率为Ssi；则各小型光伏电站的最大无功余量增量为：各小型光伏电站的最大无功余量减量为：根据式(8)、(9)，得出小型光伏电站输出的无功功率可调最大值为：5.根据权利要求4所述的配电网光储集群的无功功率调度方法，其特征在于，所述的当进行增发无功功率的调度时，比较所述无功功率待调整值ΔQ与各储能设备最大无功余量增量总和∑ΔQei的大小，确定对各储能设备下发的无功功率指令，且当ΔQ＞∑ΔQei时，比较待分配的无功功率ΔQ′与各小型光伏电站最大无功余量增量总和∑ΔQsi的大小，确定对各小型光伏电站下发的无功功率指令，还包括：进行增发无功功率的调度：当ΔQ≤∑ΔQei时，对各储能设备待下发的无功功率指令为：对比各Qei′的正负关系，若各Qei′同号，则按照Qei′对各储能设...

【专利技术属性】
技术研发人员：和敬涵，赵坤，张大海，倪平浩，张秋芳，于璐，盛万兴，吴鸣，郑楠，徐斌，王刘芳，丁津津，骆晨，李伟，陈洪波，
申请(专利权)人：北京交通大学，中国电力科学研究院有限公司，国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11