一种分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法及系统终端技术方案

本发明专利技术属于电网电压控制技术领域，尤其涉及一种分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法及系统终端。分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法包括以下步骤：实时对台变光伏并网点电能质量参数和各并网设备运行参数进行采集；进行无功电压控制，调节光伏逆变器的无功出力，在光伏逆变器有功出力达不到额定容量时，利用剩余功率容量为电网提供无功支撑；进行储能电压控制，通过光伏储能进行充放电调节光伏并网功率，控制储能发出无功功率进行无功电压控制。本发明专利技术不仅充分考虑光伏逆变器的有功/无功可调裕度，有效利用光伏储能协调控制，还可达到提高逆变器运行效率和实现电网负荷削峰填谷的目的以及光伏电站的最优化输出和稳定电网电压控制。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法及系统终端
本专利技术属于电网电压控制
，尤其涉及一种分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法及系统终端。
技术介绍
传统配电网的典型特征之一是集中式供电，由上级输电系统提供单点电源向周围的配电系统中辐射供电，在不考虑变压器分接头的前提下，由于线路阻抗的存在，越靠近线路首端的电压越高，越靠近线路末端的电压越低，为了保证线路末端的用电需求，线路首端一般高出额定值得10％。然而，分布式电源接入配电网后，传统单一电源辐射式供电的格局被打破，出现多点供电的情况。如果分布式电源输出能量足够多，超过“本地消纳”能力，而工作在“余量上网”的情况，则潮流方向发生变化，则会造成电压分布的彻底改变，使线路末端电压高于首端，称为电压翘尾。而传统电力系统中，线路首端本身就额定电压高出10％，加入分布式电源后线路末端及靠近末端的电压就会超过电压允许上限，称为电压升越限，尤其在农网弱电网，电压严重越限过高问题已成为我国推进光伏扶贫方案的首道难题和“拦路石”。这一现象在逆变器集群高密度多接入点的情况中更加明显。现有无功电压控制方法会要求线路末端逆变器吸收过多的感性无功，甚至超过其视在功率限。而且电网结构参数复杂，一些反馈算法的动态响应较慢。这些缺点制约了无功电压控制在逆变器集群中的应用。因此，开发一套分布式光伏并网稳定电网电压控制系统具有十分重要的现实意义。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题针对现有存在的光伏并网无功电压控制策略的不足的技术问题，本专利技术提供一种分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法及系统终端。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一种分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法，其包括以下步骤：实时对台变光伏并网点电能质量参数和各并网设备运行参数进行采集；进行无功电压控制，调节光伏逆变器的无功出力，在光伏逆变器有功出力达不到额定容量时，利用剩余功率容量为电网提供无功支撑；进行储能电压控制，通过光伏储能进行充放电调节光伏并网功率，控制储能发出无功功率进行无功电压控制。优选的，还包括自学习有功记忆法电压控制步骤，当分布式光伏逆变器以最大限度发出或吸收无功功率，储能变流器根据自身容量的最大限度发出或吸收有功功率，而并网控制点电压依旧越限造成电能质量问题时，通过自学习记忆法对分布式光伏逆变器进行有功电压控制，使节点电压能够有效的控制在正常范围区间之内。优选的，进行无功电压控制的策略为：光伏逆变器可调无功容量和逆变器容量的关系为：式中：为光伏逆变器的最大无功功率输出量；Ppv为光伏逆变器输出的有功功率；S为光伏逆变器的容量，可比逆变器的额定有功功率增加0％-10％；无功电压控制策略包括电压参考环节、无功整定环节以及无功分配环节；电压参考环节实时给定光伏逆变器并网控制点的参考电压Uref,无功整定环节通过基于光伏逆变器并网点电压幅值的Q(U)无功电压控制策略整定得到维持逆变器并网控制点电压所需的无功参考量Qref，其具体实现方式如式(1)所示；式中，u1、u2、u3、u4分别等于0.93Uref、0.95Uref、1.05Uref、1.07Uref，upcc为分布式光伏逆变器并网控制点实时电压；Qmax依据分布式光伏逆变器的实时运行工况通过式(1)计算所得，当upcc≤0.95Uref或upcc≥1.05Uref时，分布式光伏逆变器开始发出或吸收无功功率；当upcc≤0.93Uref或upcc≥1.07Uref时，分布式光伏逆变器根据自身容量的最大限度发出或吸收无功功率以维持并网点电压在要求的范围区间之内。优选的，进行储能电压控制的策略为：通过调节储能变流器，对储能的充/放电进行控制，同时发出无功功率进行无功电压控制；储能变流器的额定功率为PconvN，储能电池的充放电电流是0.3～0.5c，则储能变流器可调有功功率Pconvmax为：Pconvmax＝0.3*PconvN(2)储能变流器可调无功容量和逆变器容量的关系为：式中：为储能变流器的最大无功功率输出量；Pconv为储能变流器实时输出的有功功率；S为储能变流器的容量；储能充/放电控制策略包括电压参考环节，有功/无功整定环节以及有功/无功分配环节；电压参考环节实时给定并网点的参考电压Uref,有功整定环节通过式(2)得到储能变流器的最大有功输出量Pconvmax，通过基于并网点电压幅值的P(U)有功电压控制策略整定得到维持并网控制点电压所需的有功参考量Pref，无功整定环节通过式(3)整定得到储能变流器的最大无功输出量和Qref，其具体实现方式如式(4)、式(5)所示：式中，u0、u1、u2、u3、u4、u5为并网控制点的电压控制区间分段点，分别等于0.90Uref、0.93Uref、0.95Uref、1.05Uref、1.07Uref、1.10Uref，Upcc为并网控制点实时电压；Pconvmax主要依据储能变流器的额定有功功率通过式(2)计算所得，当upcc≤0.93Uref或upcc≥1.07Uref时，储能变流器开始发出或吸收有功功率；当upcc≤0.90Uref或upcc≥1.10Uref时，储能变流器根据自身容量的最大限度发出或吸收有功功率以维持并网点电压在要求的范围区间之内。优选的，自学习有功记忆法电压控制包括电压参考环节、有功整定环节以及有功分配环节组成；电压参考环节实时给定并网点的参考电压Uref；有功整定环节通过对历史数据进行分析，记录并网监控点电压越限前一时刻t-1时，满足条件0.90Uref≤upcc(t-1)≤1.10Uref的并网监控点的有功功率Pt-1；有功分配环节按相似裕度法对分布式光伏逆变器并网点电压等比例分配，具体实现方式如式(6)所示；式中，ΔPpv为并网监控点电压越限时与越限前一时刻的功率差值，Upvi(t)为第i台分布式光伏并网逆变器在t时刻的并网点线电压，ΔPpvi(t)为第i台分布式光伏并网逆变器在i时刻需要调整的功率差值，Ppvi(t)为第i台分布式光伏并网逆变器t时刻所发出的有功功率，Ppvsi(t)为第i台分布式光伏并网逆变器在t时刻有功功率分配值。一种中央测控系统终端，其采用如以上所述的分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法对分布式光伏电网进行控制。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法，分布式电源接入电网后致使并网点电压升高越限的问题可得到有效的解决。本专利技术不仅充分考虑光伏逆变器的有功/无功可调裕度，有效利用光伏储能协调控制，还可达到提高逆变器运行效率和实现电网负荷削峰填谷的目的以及光伏电站的最优化输出和稳定电网电压控制。附图说明图1为本专利技术稳定电网电压控制方法流程图；图2为分布式光伏并网系统结构示意图；图3光伏逆变器Q(U)法无功电压控制实现示意图；图4为储能变流器Q&P(U)控制策略实现方式示意图。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。如图1所示，在本实施方式中，提供了一种分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法，其包括以下步骤：实时对台变光伏并网点电能质量参数和各并网设备运行参数进行采集；进行无功电压控制，调节光伏逆变器的无功出力，在光伏逆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法，其特征在于：包括以下步骤：实时对台变光伏并网点电能质量参数和各并网设备运行参数进行采集；进行无功电压控制，调节光伏逆变器的无功出力，在光伏逆变器有功出力达不到额定容量时，利用剩余功率容量为电网提供无功支撑；进行储能电压控制，通过光伏储能进行充放电调节光伏并网功率，控制储能发出无功功率进行无功电压控制。

【技术特征摘要】
1.一种分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法，其特征在于：包括以下步骤：实时对台变光伏并网点电能质量参数和各并网设备运行参数进行采集；进行无功电压控制，调节光伏逆变器的无功出力，在光伏逆变器有功出力达不到额定容量时，利用剩余功率容量为电网提供无功支撑；进行储能电压控制，通过光伏储能进行充放电调节光伏并网功率，控制储能发出无功功率进行无功电压控制。2.根据权利要求1所述的分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法，其特征在于，还包括自学习有功记忆法电压控制步骤，当分布式光伏逆变器以最大限度发出或吸收无功功率，储能变流器根据自身容量的最大限度发出或吸收有功功率，而并网控制点电压依旧越限造成电能质量问题时，通过自学习记忆法对分布式光伏逆变器进行有功电压控制，使节点电压能够有效的控制在正常范围区间之内。3.根据权利要求2所述的分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法，其特征在于，进行无功电压控制的策略为：光伏逆变器可调无功容量和逆变器容量的关系为：式中：为光伏逆变器的最大无功功率输出量；Ppv为光伏逆变器输出的有功功率；S为光伏逆变器的容量，可比逆变器的额定有功功率增加0％-10％；无功电压控制策略包括电压参考环节、无功整定环节以及无功分配环节；电压参考环节实时给定光伏逆变器并网控制点的参考电压Uref,无功整定环节通过基于光伏逆变器并网点电压幅值的Q(U)无功电压控制策略整定得到维持逆变器并网控制点电压所需的无功参考量Qref，其具体实现方式如式(1)所示；式中，u1、u2、u3、u4分别等于0.93Uref、0.95Uref、1.05ref、1.07Uref，upcc为分布式光伏逆变器并网控制点实时电压；Qmax依据分布式光伏逆变器的实时运行工况通过式(1)计算所得，当upcc≤0.95Uref或upcc≥1.05Uref时，分布式光伏逆变器开始发出或吸收无功功率；当upcc≤0.93Uref或upcc≥1.07Uref时，分布式光伏逆变器根据自身容量的最大限度发出或吸收无功功率以维持并网点电压在要求的范围区间之内。4.根据权利要求3所述的分布式光伏并网的稳定电网电压控制方法，其特征在于，进行储能电压控制的策略为：通过调节储能变流器，对储能的充/放电进行控制，同时发出无功功率进行无功电压控制；储能变流器的额定功率为PconvN，储能电池的充放电电流是0.3～0.5c，则储能变流器可调有功功率Pconvmax为：Pconvm...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大志，武益珂，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21