一种含光伏接入的配电网电压控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种含光伏接入的配电网电压控制方法及系统，方法包括：基于获取的配电网的电气参数，通过集中控制或第一就地控制方式得到各光伏机组有功‑无功曲线；根据集中控制得到的有功‑无功曲线对各光伏机组第二就地控制，或根据第一就地控制得到的有功‑无功曲线各光伏机组进行第一就地控制，通过控制各光伏机组输出的无功功率，控制各并网节点的电压。本发明专利技术针对多个光伏机组接入配电网时，利用集中‑就地协调控制方法控制并网节点电压；在集中控制阶段，结合约束条件对控制参数进行优化，合理分配各光伏机组无功功率吸收量，提高配电网光伏机组接纳能力；第二就地控制阶段，利用光伏机组自身无功吸收能力抑制电压偏高现象。

【技术实现步骤摘要】
一种含光伏接入的配电网电压控制方法及系统
本专利技术涉及电力控制
，具体涉及一种含光伏接入的配电网电压控制方法及系统。
技术介绍
近年来，已有工程实例和研究现状表明，高比例光伏接入低压配电网将带来一系列的电能质量问题，其中主要包括并网逆变器带来的谐波畸变、太阳能及光伏输出功率的随机波动性导致的节点电压波动、逆潮流造成的电压偏高等。现有电压偏高抑制方法主要有光伏机组的并网逆变器改进控制和电网侧调节两方面，其中电网侧调节主要有安装分布式储能装置进行有功无功功率调节，以及变压器分接头动作等，该方法存在灵活性差，需要安装新的设备经济性较差等问题。基于光伏机组并网逆变器的控制方法，包括中央无功控制、分布式无功控制和就地无功控制，由于就地无功控制不需要通信，无功功率输出仅取决于本地测量数据，因此就地无功控制方法比其他方法更实用。实现就地无功控制的主要方法有两种，即Q(U)下垂控制(无功功率输出是节点电压的函数)和Q(P)下垂控制方法(无功功率是光伏输出有功功率的函数)，它们都通过预设的下垂曲线确定无功功率输出。采用Q(U)控制方法时，系统中光伏并网点电压与其输出无功功率存在相互影响，因而如果下垂曲线的参数不合适，可能会出现电压和无功功率振荡的问题，而采用Q(P)方法时，由于光伏输出有功和无功功率可以解耦控制，故不涉及此问题，在解决电压偏高问题中具有实用价值。传统Q(P)下垂控制方法曲线如图1所示，其中光伏机组输出的有功功率Ppv为自变量，无功功率Qpv为因变量，控制关系的表达式为：其中Pthresold为有功阈值，一般为光伏机组额定有功功率Prated的0.5倍，一旦光伏有功输出超过该值，下垂控制被触发，光伏机组将按照预设的斜率m吸收无功功率，m可由光伏机组的逆变器容量和有功功率计算得到。但在本地负荷过大的情况下，光伏机组输出额定有功功率，在传统Q(P)下垂控制下可能造成无功功率的过度吸收，导致系统损耗增加。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的利用传统Q(P)下垂控制方法控制含光伏接入的配电网的电压时，在本地负荷过大的情况下，光伏机组会过度吸收无功功率的缺陷，从而提供一种含光伏接入的配电网电压控制方法及系统。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种含光伏接入的配电网电压控制方法，其特征在于，包括：获取并网节点配电网的电气参数；基于配电网的电气参数，通过集中控制或第一就地控制的方式得到各光伏机组的有功-无功曲线；根据集中控制得到的有功-无功曲线对各光伏机组第二就地控制，或根据第一就地控制得到的有功-无功曲线各光伏机组进行第一就地控制，通过控制各光伏机组输出的无功功率，控制各并网节点的电压。在一实施例中，当多个光伏机组接入配电网时，根据集中控制得到的有功-无功曲线对各光伏机组第二就地控制，通过控制各光伏机组输出的无功功率，控制各并网节点的电压，其过程包括：基于配电网的电气参数，结合各光伏机组对应的第一预设有功功率差值及预设集中控制约束条件，对各光伏机组进行集中控制，得到各光伏机组的有功-无功曲线；在预设就地控制时间内，各光伏机组根据并网节点有功-无功曲线持续进行第二就地控制，通过控制各光伏机组输出的无功功率，控制各并网节点的电压；在预设就地控制时间之后，判断集中控制及第二就地控制的持续时间之和是否达到预设控制时间，若未达到，则返回“基于配电网的电气参数，结合各光伏机组对应的第一预设有功功率差值及预设集中控制约束条件，对各光伏机组进行集中控制，得到各光伏机组的有功-无功曲线”的步骤，直到集中控制与各光伏机组的就地控制的持续时间之和达到预设控制时间为止。在一实施例中，对各光伏机组进行集中控制时，需计算初始时刻各光伏机组最优无功出力，其过程包括：根据获取的初始时刻各并网节点的负荷发出的有功功率及无功功率，进行潮流计算，得到初始时刻的各并网节点的并网节点电压-注入并网节点功率关系式，并对其进行线性化，得到初始时刻的各并网节点的第一并网节点电压表达式；将初始时刻各光伏机组发出的有功功率作为对应的第一预设有功功率差值，根据初始时刻的各并网节点的并网节点电压-注入并网节点功率关系式、初始时刻的各并网节点的第一并网节点电压表达式、初始时刻的各光伏机组发出的有功功率、负荷发出的有功功率及无功功率，并结合预设集中控制约束条件，得到初始时刻各光伏机组最优无功出力。在一实施例中，并网节点基于配电网的电气参数，结合各光伏机组对应的第一预设有功功率差值及预设集中控制约束条件，对各光伏机组进行集中控制，得到各光伏机组的有功-无功曲线的过程，包括：根据获取的并网节点配电网参数，利用极坐标形式的牛顿潮流计算方法，构建上一时刻的各并网节点的基于灵敏度矩阵的电压变化量-注入并网节点功率变化量关系式，根据上一时刻的各并网节点电压及上一时刻的各并网节点的基于上一时刻的灵敏度矩阵的电压变化量-注入并网节点功率变化量关系式，得到当前时刻的各并网节点的基于灵敏度矩阵的第二并网节点电压表达式，并网节点上一时刻的灵敏度矩阵由上一时刻各光伏机组输出的有功功率及无功功率分别对并网节点电压的幅值及相位求偏导得到；根据上一时刻的各光伏机组输出的有功功率以及对应的第一预设有功功率差值，得到当前时刻的各光伏机组输出的有功功率；根据上一时刻的各并网节点的基于灵敏度矩阵的电压变化量-注入并网节点功率变化量关系式、各并网节点上一时刻的灵敏度矩阵、上一时刻的各光伏机组最优无功出力、上一时刻各并网节点的并网节点电压、当前时刻的各并网节点的基于灵敏度矩阵的第二并网节点电压表达式、以及当前时刻的各光伏机组输出的有功功率，以各光伏机组输出的无功功率之和最小为优化目标，以各光伏机组的容量不超过预设容量、各并网节点电压在预设并网节点电压范围、各光伏机组输出的有功功率与无功功率成线性关系为约束条件，得到当前时刻的各光伏机组最优无功出力；返回“根据上一时刻的各光伏机组输出的有功功率以及对应的第一预设有功功率差值，得到当前时刻的各光伏机组输出的有功功率”的步骤，直到各光伏机组的当前时刻的输出的有功功率超过预设有功功率阈值为止；根据各光伏机组每个时刻的输出的有功功率以及最优无功功率，得到各光伏机组的有功-无功曲线。在一实施例中，当至少一个光伏机组接入配电网时，根据第一就地控制得到的有功-无功曲线各光伏机组进行第一就地控制，通过控制各光伏机组输出的无功功率，控制各并网节点的电压，其过程包括：根据获取的配电网结构、并网节点所连接输电线路的电阻和电抗，得到光伏机组的并网节点电压与光伏输出有功功率及无功功率关系式，并对其进行线性化，得到光伏机组的第一并网节点电压表达式；根据光伏机组的第一并网节点电压表达式，利用插值法，得到光伏机组的有功-无功曲线；光伏机组根据并网节点有功-无功曲线以及当前时刻输出的有功功率，通过控制最优无功出力，控制并网节点电压。在一实施例中，在计算初始时刻光伏机组最优无功出力时，并网节点根据光伏机组的第一并网节点电压表达式，利用插值法，得到光伏机组的有功-无功曲线的过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含光伏接入的配电网电压控制方法，其特征在于，包括：/n获取所述配电网的电气参数；/n基于配电网的电气参数，通过集中控制或第一就地控制的方式得到各光伏机组的有功-无功曲线；/n根据集中控制得到的有功-无功曲线对各光伏机组第二就地控制，或根据第一就地控制得到的有功-无功曲线各光伏机组进行第一就地控制，通过控制各光伏机组输出的无功功率，控制各并网节点的电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种含光伏接入的配电网电压控制方法，其特征在于，包括：
获取所述配电网的电气参数；
基于配电网的电气参数，通过集中控制或第一就地控制的方式得到各光伏机组的有功-无功曲线；
根据集中控制得到的有功-无功曲线对各光伏机组第二就地控制，或根据第一就地控制得到的有功-无功曲线各光伏机组进行第一就地控制，通过控制各光伏机组输出的无功功率，控制各并网节点的电压。


2.根据权利要求1所述的含光伏接入的配电网电压控制方法，其特征在于，当多个光伏机组接入配电网时，根据集中控制得到的有功-无功曲线对各光伏机组第二就地控制，通过控制各光伏机组输出的无功功率，控制各并网节点的电压，其过程包括：
基于配电网的电气参数，结合各光伏机组对应的第一预设有功功率差值及预设集中控制约束条件，对各光伏机组进行集中控制，得到各光伏机组的有功-无功曲线；
在预设就地控制时间内，各光伏机组根据所述有功-无功曲线持续进行第二就地控制，通过控制各光伏机组输出的无功功率，控制各并网节点的电压；
在预设就地控制时间之后，判断集中控制及第二就地控制的持续时间之和是否达到预设控制时间，若未达到，则返回“基于配电网的电气参数，结合各光伏机组对应的第一预设有功功率差值及预设集中控制约束条件，对各光伏机组进行集中控制，得到各光伏机组的有功-无功曲线”的步骤，直到集中控制与各光伏机组的就地控制的持续时间之和达到预设控制时间为止。


3.根据权利要求2所述的含光伏接入的配电网电压控制方法，其特征在于，对各光伏机组进行集中控制时，需计算初始时刻各光伏机组最优无功出力，其过程包括：
根据获取的初始时刻各并网节点的负荷发出的有功功率及无功功率，进行潮流计算，得到初始时刻的各并网节点的并网节点电压-注入并网节点功率关系式，并对其进行线性化，得到初始时刻的各并网节点的第一并网节点电压表达式；
将初始时刻各光伏机组发出的有功功率作为对应的第一预设有功功率差值，根据初始时刻的各并网节点的并网节点电压-注入并网节点功率关系式、初始时刻的各并网节点的第一并网节点电压表达式、初始时刻的各光伏机组发出的有功功率、负荷发出的有功功率及无功功率，并结合预设集中控制约束条件，得到初始时刻各光伏机组最优无功出力。


4.根据权利要求3所述的含光伏接入的配电网电压控制方法，其特征在于，所述基于配电网的电气参数，结合各光伏机组对应的第一预设有功功率差值及预设集中控制约束条件，对各光伏机组进行集中控制，得到各光伏机组的有功-无功曲线的过程，包括：
根据获取的所述配电网参数，利用极坐标形式的牛顿潮流计算方法，构建上一时刻的各并网节点的基于灵敏度矩阵的电压变化量-注入并网节点功率变化量关系式，根据上一时刻的各并网节点电压及上一时刻的各并网节点的基于上一时刻的灵敏度矩阵的电压变化量-注入并网节点功率变化量关系式，得到当前时刻的各并网节点的基于灵敏度矩阵的第二并网节点电压表达式，所述上一时刻的灵敏度矩阵由上一时刻各光伏机组输出的有功功率及无功功率分别对并网节点电压的幅值及相位求偏导得到；
根据上一时刻的各光伏机组输出的有功功率以及对应的第一预设有功功率差值，得到当前时刻的各光伏机组输出的有功功率；
根据上一时刻的各并网节点的基于灵敏度矩阵的电压变化量-注入并网节点功率变化量关系式、各并网节点上一时刻的灵敏度矩阵、上一时刻的各光伏机组最优无功出力、上一时刻各并网节点的并网节点电压、当前时刻的各并网节点的基于灵敏度矩阵的第二并网节点电压表达式、以及当前时刻的各光伏机组输出的有功功率，以各光伏机组输出的无功功率之和最小为优化目标，以各光伏机组的容量不超过预设容量、各并网节点电压在预设并网节点电压范围、各光伏机组输出的有功功率与无功功率成线性关系为约束条件，得到当前时刻的各光伏机组最优无功出力；
返回“根据上一时刻的各光伏机组输出的有功功率以及对应的第一预设有功功率差值，得到当前时刻的各光伏机组输出的有功功率”的步骤，直到各光伏机组的当前时刻的输出的有功功率超过预设有功功率阈值为止；
根据各光伏机组每个时刻的输出的有功...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚琼，谈萌，温颖，刘颖英，王同勋，王毅，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国家电网有限公司，国网河南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11