一种光伏电站内部多源无功最优分配方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种光伏电站内部多源无功最优分配方法及装置，该方法包括：对光伏电站并网点系统侧外部电路进行等值参数辨识；根据等值参数辨识的结果，计算光伏电站向并网点注入的无功功率需求值；根据所述无功功率需求值，建立光伏电站内部的多源无功优化分配模型；对所述多源无功优化分配模型求解，以得到光伏电站内部多个无功功率源无功最优分配结果。本发明专利技术实施例的技术方案，基于光伏电站自动电压无功控制（AVC）系统，从而得到目前站内各种无功功率源以及无功功率源的无功出力情况和可调裕度，根据规定原则，调整各无功源之间的无功出力顺序以及功率，达到无功功率的优化配合输出控制。化配合输出控制。化配合输出控制。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏电站内部多源无功最优分配方法及装置


[0001]本专利技术实施例涉及新能源场站涉网性能
，尤其涉及一种光伏电站内部多源无功最优分配方法及装置。

技术介绍

[0002]当前，光伏电站中存在的典型无功补偿装置多为静止无功发生器(SVG)，随着储能装置的逐渐成为新能源场站的标配，光伏电站内现存在并网逆变器、动态无功补偿装置、以及部分新建的光伏电站配置的储能变流器(PCS)等多种无功源。为了满足光伏电站无功电压控制，充分发掘并网逆变器的无功支撑潜力，最大化发挥各无功源的各自特性，需兼容考虑内部各种无功源的可调裕度以及出力情况。

技术实现思路

[0003]基于现有技术的上述情况，本专利技术实施例的目的在于提供一种光伏电站内部多源无功最优分配方法及装置，针对当前光伏电站内部装备的各种无功资源，充分发掘光伏逆变器的无功支撑潜力，达到无功在逆变器、动态无功补偿装置和储能装置之间的优化配合输出，满足光伏电站自身及网侧的无功需求。
[0004]为达到上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种光伏电站内部多源无功最优分配方法，所述方法包括：
[0005]对光伏电站并网点系统侧外部电路进行等值参数辨识；
[0006]根据等值参数辨识的结果，计算光伏电站向并网点注入的无功功率需求值；
[0007]根据所述无功功率需求值，并结合光伏电站内部多个无功功率源的可调裕度及出力情况，建立光伏电站内部的多源无功优化分配模型；
[0008]对所述多源无功优化分配模型求解，以得到光伏电站内部多个无功功率源无功最优分配结果。
[0009]进一步的，所述等值参数辨识包括：
[0010]将光伏电站并网点系统侧外部电路等值为戴维南支路；
[0011]利用并网点功率和电压的采样历史数据计算该戴维南支路的参数和
[0012][0013]其中，E
t
表示t时刻估计得到的戴维南等值电势，表示t时刻估计得到的戴维南等值电抗，r
i
＝V
t
‑
i
+X
×
Iq
t
‑
i
‑
E
×
cosδ
t
‑
i
，e
i
＝X
×
Id
t
‑
i
‑
E
×ꢀ
sinδ
t
‑
i
；V
t
‑
i
，Id
t
‑
i
，Iq
t
‑
i
分别表示t
‑
i时刻并网点量测得到的电压幅值以及电流的实部和虚部；δ
t
‑
i
是戴维南支路内电势的相位；W
i
为历史误差数据的权重；N为历史数据长度；X表示根据历史数据得到的戴维南等值电抗；E 表示根据历史数据得到的戴维南等值电势。
[0014]进一步的，根据以下步骤计算t时刻无功功率需求值Q
t
：
[0015]根据以下公式计算t时刻并网点电压V
t
和t时刻估计得到的戴维南等值电势E
t
之间的功率角δ：
[0016][0017]根据以下公式计算t时刻无功功率需求值Q
t
：
[0018][0019]其中，P
t
表示t时刻并网点输出的有功功率。
[0020]进一步的，所述多源无功优化分配模型根据以下目标函数建立：
[0021][0022]其中，N
node
为光伏电站内总的节点数，U
i
、U
j
为节点i、j处的电压幅值， G
ij
和δ
ij
分别为i
‑
j支路的电导值和电压相角差；
[0023]目标函数的约束条件包括各节点的有功功率和无功功率平衡约束、光伏发电单元运行约束、公共连接点注入无功功率平衡、以及控制变量的不等式约束。
[0024]进一步的，所述各节点的有功功率和无功功率平衡约束根据以下公式确定：
[0025][0026]其中，P
Gi
和Q
Gi
表示节点i处注入的有功功率和无功功率；P
Li
和Q
Li
表示节点i处负荷的有功功率和无功功率；B
ij
为i
‑
j支路的电纳值。
[0027]进一步的，所述光伏发电单元运行约束根据以下公式确定：
[0028][0029]其中，S
PVS，i
为第i组光伏发电单元的运行容量；P
PVS，i
为第i组光伏发电单元输出的有功功率；Q
PVS，i
为第o组光伏发电单元可利用的无功容量。
[0030]进一步的，所述公共连接点注入无功功率平衡根据以下公式确定：
[0031][0032]其中，n表示光伏电站内光伏发电单元的组数，Q
PV，i
为第i组光伏发光单元的无功输出，Q
SVG
为静止无功发生器的无功输出，Q
PCS
为储能变流器的无功输出。
[0033]进一步的，所述控制变量的不等式约束根据以下公式确定：
[0034][0035]其中，Q
PV，i
为第i组光伏发光单元的无功输出，Q
SVG
为静止无功发生器的无功输出，Q
PCS
为储能变流器的无功输出，Q
PV，imax
和Q
PV，imin
分别表示第i组光伏发电单元无功出力的上限和下限；Q
SVG，max
和Q
SVG，min
分别表示静止无功发生器无功出力的上限和下限；Q
PCS，max
和Q
PCS，min
分别表示储能变流器无功出力的上限和下限。
[0036]进一步的，利用如下正余弦优化公式对所述多源无功优化分配模型求解：
[0037][0038]其中，i表示维数，t表示当前迭代的次数，上述更新公式的优化过程中的 X
i
为每个无功功率源输出的无功功率。
[0039]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种光伏电站内部多源无功最优分配装置，包括：
[0040]等值参数辨识模块，用于对光伏电站并网点系统侧外部电路进行等值参数辨识；
[0041]无功功率需求值计算模块，用于根据等值参数辨识的结果，计算光伏电站向并网点注入的无功功率需求值；
[0042]模型建立模块，用于根据所述无功功率需求值，并结合光伏电站内部各种无功资源的可调裕度及出力情况，建立光伏电站内部的多源无功优化分配模型；
[0043]模型求解模块，用于对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏电站内部多源无功最优分配方法，其特征在于，所述方法包括：对光伏电站并网点系统侧外部电路进行等值参数辨识；根据等值参数辨识的结果，计算光伏电站向并网点注入的无功功率需求值；根据所述无功功率需求值，并结合光伏电站内部多个无功功率源的可调裕度及出力情况，建立光伏电站内部的多源无功优化分配模型；对所述多源无功优化分配模型求解，以得到光伏电站内部多个无功功率源无功最优分配结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等值参数辨识包括：将光伏电站并网点系统侧外部电路等值为戴维南支路；利用并网点功率和电压的采样历史数据计算该戴维南支路的参数和：其中，表示时刻估计得到的戴维南等值电势，表示时刻估计得到的戴维南等值电抗，，；，，分别表示时刻并网点量测得到的电压幅值以及电流的实部和虚部；是戴维南支路内电势的相位；为历史误差数据的权重；为历史数据长度；表示根据历史数据得到的戴维南等值电抗；表示根据历史数据得到的戴维南等值电势。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据以下步骤计算时刻无功功率需求值：根据以下公式计算时刻并网点电压和时刻估计得到的戴维南等值电势之间的功率角：根据以下公式计算时刻无功功率需求值：其中，表示时刻并网点输出的有功功率。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多源无功优化分配模型根据以下目标函数建立：其中，为光伏电站内总的节点数，、为节点、处的电压幅值，和分别为支路的电导值和电压相角差；目标函数的约束条件包括各节点的有功功率和无功功率平衡约束、光伏发电单元运行
约束、公共连接点注入无功功率平衡、以及控制变量的不等式约束。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述各节点的有功功率和无功功率平衡约束根据以下公式确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘淑军，常思哲，王博，张绪宝，姜添元，戴剑锋，章超，李珂，古含，赵伟然，
申请(专利权)人：电力规划总院有限公司，
类型：发明
国别省市：