一种闭环校验的改进型下垂曲线动态调压方法及调压系统技术方案

本发明专利技术公开了一种首先监测并网点电压及场站无功功率，由无功调压系数计算出无功功率输出值，并将指令下发至电站无功源设备；再重新监测并网点实时电压及场站无功功率，实时电压位于电压调节死区内，则动态调压达到目标值，不再进行调压；若并网点电压仍处于并网点电压调节死区外，则根据监测到的实时电压及场站无功功率校正无功调压系数，用校正后的无功调压系数再进行下垂曲线动态调压，直至电压调节至死区范围内。采用闭环校验的改进型下垂调节，既保留了开环下垂调节的快速性，同时也具备闭环调节的准确度。在调压过程中，通过控制闭环反馈的次数，可有效防止调节振荡的问题，以解决现有动态调压存在的调压不到位的问题。以解决现有动态调压存在的调压不到位的问题。以解决现有动态调压存在的调压不到位的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种闭环校验的改进型下垂曲线动态调压方法及调压系统


[0001]本专利技术涉及新能源发电并网，具体是涉及一种闭环校验的改进型下垂曲线动态调压方法及调压系统。

技术介绍

[0002]目前，新能源发电得到持续快速发展，致力构建清洁低碳安全高效的能源体系，建设以新能源为主体的新型电力系统。随着新能源渗透率的不断提高，电力系统将转变为以新型电力电子设备为主的复杂系统。
[0003]但由于新能源发电(光伏发电、风力发电等)的时效性及波动性，会影响电力系统运行稳定性，从而导致电能质量下降。而影响电能质量的关键因素之一就是电网电压波动，因此，如何解决大规模新能源并网导致电压波动的问题成为亟待解决的难题。
[0004]为解决大规模新能源并网导致的电压波动问题，要求新能源场站具备动态调压能力。但现有技术中新能源场站的动态调压功能多为遵循图1所示的传统动态无功调压下垂曲线的控制模式，往往存在调压不到位的问题。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对以上缺点，本专利技术提供一种快速准确的闭环校验的改进型下垂曲线动态调压方法及调压系统。
[0006]技术方案：为解决上述问题，本专利技术采用一种闭环校验的改进型下垂曲线动态调压方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1，获取新能源发电系统与配电网并网点处的实时电压以及新能源发电系统的无功功率；
[0008]步骤2，在确定出获取的实时电压位于目标电压范围外
[0009]时，根据无功调压的下垂系数计算新能源发电系统无功功率的调节量，并根据计算得到的调节量调节新能源发电系统中设备输出的无功功率；
[0010]步骤3，获取新能源发电系统输出无功功率调节后的并网点处的电压；
[0011]若调节后的实时电压位于目标电压范围，根据调节后的实时电压及新能源发电系统的无功功率修正下垂系数，根据修正后的下垂系数计算新能源发电系统无功功率的调节量，并根据计算得到的调节量调节新能源发电系统中设备输出的无功功率，返回步骤1。
[0012]进一步的，所述步骤2中，目标电压范围为(U
N
‑△
U)≤U≤(U
N
+
△
U)，U为并网点的实时电压，U
N
为并网点的额定电压，
△
U为并网点电压的调节死区。所述并网点电压的调节死区范围在额定电压的
±
0.5％～
±
2％之间。
[0013]进一步的，所述步骤2中调节新能源发电系统中设备无功输出Q计算公式为：
[0014][0015]其中，Q
A
为新能源发电系统中设备输出无功功率的上限，Q
B
为新能源发电系统中设备输出无功功率的下限，U
low
为并网点电压调节下限，U
high
为并网点电压调节上限，Q0为新能源发电系统中设备当前的输出无功功率，K为无功调压的下垂系数。
[0016]进一步的，所述步骤3中下垂系数的修正公式为：
[0017][0018]其中，Q
′
为调节后的新能源发电系统设备的无功输出，U
′
为调节后的并网点电压。初始时无功调压的下垂系数K的取值范围为2～15。
[0019]本专利技术还采用一种闭环校验的改进型下垂曲线动态调压系统，包括数据获取模块、计算模块和调节模块，其中：
[0020]所述数据获取模块用于获取新能源发电系统与配电网并网点处的实时电压以及新能源发电系统的无功功率；
[0021]所述计算模块用于在确定出获取的实时电压位于目标电压范围内时，根据无功调压的下垂系数计算新能源发电系统无功功率的调节量；还用于根据调节模块调节后的实时电压及新能源发电系统的无功功率修正下垂系数；
[0022]所述调节模块用于根据计算得到的调节量调节新能源发电系统中设备输出的无功功率。
[0023]有益效果：本专利技术相对于现有技术，其显著优点是采用闭环校验的改进型下垂调节，既保留了开环下垂调节的快速性，同时也具备闭环调节的准确度。在调压过程中，通过控制闭环反馈的次数，可有效防止调节振荡的问题，以解决现有动态调压存在的调压不到位的问题。
附图说明
[0024]图1所示为现有技术中的动态无功调压下垂曲线；
[0025]图2所示为本专利技术动态调压方法的流程图；
[0026]图3所示为本专利技术中的动态无功调压下垂曲线；
[0027]图4所示为风电场场站与EMS串行部署的快速功率控制装置应用本专利技术调压系统的示意图；
[0028]图5所示为风电场场站与EMS并行部署的快速功率控制装置应用本专利技术调压系统的示意图；
[0029]图6所示为光伏电站场站与EMS串行部署的快速功率控制装置应用本专利技术调压系统的示意图；
[0030]图7所示为光伏电站场站与EMS并行部署的快速功率控制装置应用本专利技术调压系统的示意图。
具体实施方式
[0031]实施例1
[0032]如图2所示，本实施例中的一种闭环校验的改进型下垂曲线动态调压方法，包括以下步骤：
[0033](1)获取新能源发电系统(风电场或光伏发电等场站)与配电网并网点处的实时电压以及新能源发电系统的无功功率；
[0034](2)判断获取的实时电压是否位于目标电压范围内，实时电压位于目标电压范围外则进行步骤(3)，实时电压位于目标电压范围内则结束调节；
[0035](3)根据无功调压的下垂系数计算新能源发电系统无功功率的调节量，当并网点实时电压小于目标电压范围并进入动作区时，调节整站无功源设备增加无功输出，无功输出上限为Q
A
；当并网点实时电压大于目标电压范围并进入动作区时，调节整站无功源设备减少无功输出，无功输出下限为Q
B
。目标电压范围为(U
N
‑△
U)≤U≤(U
N
+
△
U)，U为并网点的实时电压，U
N
为并网点的额定电压，
△
U为并网点电压的调节死区。
[0036]调节新能源发电系统中设备无功输出Q计算公式为：
[0037][0038]其中，Q
A
为新能源发电系统中设备输出无功功率的上限，Q
B
为新能源发电系统中设备输出无功功率的下限，U
low
为并网点电压调节下限，U
high
为并网点电压调节上限，Q0为新能源发电系统中设备当前的输出无功功率，K为无功调压的下垂系数。
[0039]无功调压的下垂系数K应根据新能源场站的无功补偿装置容量和当地电网实际情况合理设置，一般取值范围为2～15，典型取值为6。
[0040]无功调压应根据当地电网要求设置无功电压下垂控制的电压死区，死区范围一般设定在额定电压的
±
0.5％～
±
2％之间。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种闭环校验的改进型下垂曲线动态调压方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取新能源发电系统与配电网并网点处的实时电压以及新能源发电系统的无功功率；步骤2，在确定出获取的实时电压位于目标电压范围外时，根据无功调压的下垂系数计算新能源发电系统无功功率的调节量，并根据计算得到的调节量调节新能源发电系统中设备输出的无功功率；步骤3，获取新能源发电系统输出无功功率调节后的并网点处的实时电压；若调节后的实时电压位于目标电压范围外，根据调节后的实时电压及新能源发电系统的无功功率修正下垂系数，根据修正后的下垂系数计算新能源发电系统无功功率的调节量，并根据计算得到的调节量调节新能源发电系统中设备输出的无功功率，返回步骤1。2.根据权利要求1所述的调压方法，其特征在于，所述步骤2中，目标电压范围为(U
N
‑△
U)≤U≤(U
N
+
△
U)，U为并网点的实时电压，U
N
为并网点的额定电压，
△
U为并网点电压的调节死区。3.根据权利要求2所述的调压方法，其特征在于，所述并网点电压的调节死区范围在额定电压的
±
0.5％～
±
2％之间。4.根据权利要求2所述的调压方法，其特征在于，所述步骤2中调节新能源发电系统中设备输出的无功功率Q计算公式为：其中，Q
A
为新能源发电系统中设备输出无功功率的上限，Q
B
为新能源发电系统中设备输出无功功率的下限，U
low
为并网点电压调节下限，...

【专利技术属性】
技术研发人员：方聪，蒋应伟，王小红，滕贤亮，杨合民，刘竞，钟旭，尹航，王士柏，许安，秦鹏，刘良，孙树敏，程艳，关逸飞，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：