一种配电网分布式光伏电压控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种配电网分布式光伏电压控制方法及系统，包括以下步骤：获取分布式光伏在配电网中的接入节点、接入量和接入节点对应的光伏逆变器有功无功控制策略；计算所有接入节点注入有功无功功率的灵敏度，并按照由高到低的顺序对接入节点的灵敏度进行排序；监测各个接入节点运行时的电压幅值信息，判断是否有节点的运行电压越限；当有接入节点的电压越限时，选取接入节点中灵敏度排序最高且为正值的有功或无功控制点，结合选取的控制点当前的气象环境条件及对应的光伏逆变器有功无功控制策略，计算选取的控制点的控制调节量。可以合理控制配电网中不同分布式光伏发电单元的有功和无功调节能力，有效改善电压越限情况，减少配电网的传输损耗。少配电网的传输损耗。少配电网的传输损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网分布式光伏电压控制方法及系统


[0001]本专利技术属于光伏电压调节控制领域，涉及一种配电网分布式光伏电压控制方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，随着分布式光伏接入配电网比例不断增加，可能导致配电网产生双向潮流，甚至部分区域节点电压越限，危害用电设备和配电网的安全。
[0003]传统配电网主要是辐射型或者长链式网络，一般尽在网络的末端容易出现电压偏低的情况。过去文献常采用网络升级改造的方法改善了电压越限的情况，同时减少配电网的传输损耗，但成本较高。也有文献采用改变有载调压变压器的变比来进行无功调节，进而改善电压越限的情况，但解决配电网末端电压越限时，受限于首端电压。也有研究根据低压配电网络的阻抗特性，通过控制分布式光伏发电的出力来达到控制电压的目的，但是仅仅减少光伏发电出力降低了新能源的消纳能力。也有研究采用光伏逆变器的无功容量与分布式储能系统相结合来改善电压曲线，但该方法需要在每个分布式光伏发电单元均配备有储能装置，成本相对较高，不宜推广。因此，含分布式光伏的配电网电压控制仍面临较大的挑战。
[0004]目前，传统配电网的电压控制方法一方面可能因网络升级改造或增加储能而导致配电网投资增高，改善电压越限情况时经济性变差；另一方面，大部分电压控制方法均采用部分节点的本地信息进行控制，难以保证全部配电网节点的电压质量，控制效果较差。因此，急需研究综合更广泛节点信息的配电网分布式光伏电压控制新方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有技术中难以改善电压越限的情况，难以保证全部配电网节点的电压质量，电压控制效果较差，电网传输损耗大，运行成本高的问题，提供一种配电网分布式光伏电压控制方法及系统。可以充分利用配电网中多个节点的运行数据，并合理控制不同分布式光伏发电单元的有功和无功调节能力，提高配电网的电压控制效果与可靠性。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种配电网分布式光伏电压控制方法，包括以下步骤：
[0008]S1：获取分布式光伏在配电网中的接入节点、接入量和接入节点对应的光伏逆变器有功无功控制策略；
[0009]S2：计算各个接入节点电压幅值对配电网所有光伏接入节点注入有功功率和无功功率的灵敏度，并按照由高到低的顺序对接入节点的灵敏度进行排序；
[0010]S3：监测各个接入节点运行时的电压幅值信息，判断是否有节点的运行电压越限；
[0011]S4：当有接入节点的电压越限时，选取接入节点中灵敏度排序最高且为正值的有功或无功控制点，结合选取的控制点当前的气象环境条件及对应的光伏逆变器有功无功控
制策略，计算选取的控制点的控制调节量。
[0012]本专利技术的进一步改进在于：
[0013]所述步骤S1，所述接入容量包括分布式光伏的光伏有功功率装机容量和无功补偿装置的补偿容量。
[0014]所述步骤S1中，所述接入节点对应的光伏逆变器的有功无功控制策略包括定有功无功控制型、无功补偿设备定电压控制型和虚拟同步机控制型。
[0015]所述步骤S2包括以下步骤：
[0016]结合配电网拓扑，构建分布式光伏发电的配电网中各个接入节点之间连接关系形成的节点导纳矩阵；
[0017]基于节点导纳矩阵，计算各个节点电压幅值对配电网所有分布式光伏接入节点注入有功无功功率的灵敏度，然后对灵敏度进行排序。
[0018]所述接入节点的注入有功无功功率的灵敏度通过公式(1)计算：
[0019][0020]其中，S
ii
、S
ij
、T
ii
、T
ij
分别表示节点i电压幅值U
i
对节点i有功功率注入ΔP
i
的灵敏度、节点j有功功率注入ΔP
j
的灵敏度，节点i无功功率注入ΔQ
i
的灵敏度和节点j无功功率注入ΔQ
j
的灵敏度；P
Gi
、P
Li
、Q
Gi
、Q
Li
分别是节点i的有功电源、有功负荷、无功电源和无功负荷；G
ii
、B
ii
分别为节点i的自电导和自电纳；G
ij
、B
ij
分别为节点i和节点j之间的互电导和互电纳；θ
ij
为节点i和节点j之间的相位差；节点j为配电网中含分布式光伏接入的可控制节点。
[0021]所述步骤S3中，判断是否有节点的运行电压越限包括以下情形：
[0022][0023]所述步骤S4中，计算控制调节量包括以下步骤：
[0024]若电压越限的节点属于定有功无功控制型，则控制调节量为ΔP
j
＝0,ΔQ
j
＝0，需要控制下一个排序靠前的控制点；
[0025]若电压越限的节点属于无功补偿设备定电压控制型，结合该节点当前已投入的无功补偿量，确定其能够增加的控制调节量为ΔP
j
＝0,ΔQ
j
＝(Q
j,max
‑
Q
j
)，如果ΔQ
j
≤0，需要控制下一个排序靠前的控制点；
[0026]若电压越限的节点属于虚拟同步机控制型，结合该节点当前的气象环境条件，预测其在当前光照强度下最大有功跟踪控制功率P
j,MPPT
，并结合该分布式光伏并网逆变器的
最大容量S
j
，确定其可以增加的控制调节量为ΔP
j
＝P
j,MPPT
‑
P
j
,如果ΔP
j
≤0∩ΔQ
j
≤0，∩表示并且，需要控制下一个排序靠前的控制点。
[0027]一种配电网分布式光伏电压控制系统，包括节点信息获取模块、节点灵敏度排序模块、节点电压监测模块和节点控制量调节模块；
[0028]节点信息获取模块，用于获取分布式光伏在配电网中的接入节点、接入量和接入节点对应的光伏逆变器有功无功控制策略；
[0029]节点灵敏度排序模块，用于计算各个接入节点电压幅值对配电网所有光伏接入节点注入有功功率和无功功率的灵敏度，并按照由高到低的顺序对接入节点的灵敏度进行排序；
[0030]节点电压监测模块，用于监测各个接入节点运行时的电压幅值信息，判断是否有节点的运行电压越限；
[0031]节点控制量调节模块，用于当有接入节点的电压越限时，选取接入节点中灵敏度排序最高且为正值的有功或无功控制点，结合选取的控制点当前的气象环境条件及对应的光伏逆变器有功无功控制策略，计算选取的控制点的控制调节量。
[0032]一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本专利技术任一项所述方法的步骤。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网分布式光伏电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取分布式光伏在配电网中的接入节点、接入量和接入节点对应的光伏逆变器有功无功控制策略；S2：计算各个接入节点电压幅值对配电网所有光伏接入节点注入有功功率和无功功率的灵敏度，并按照由高到低的顺序对接入节点的灵敏度进行排序；S3：监测各个接入节点运行时的电压幅值信息，判断是否有节点的运行电压越限；S4：当有接入节点的电压越限时，选取接入节点中灵敏度排序最高且为正值的有功或无功控制点，结合选取的控制点当前的气象环境条件及对应的光伏逆变器有功无功控制策略，计算选取的控制点的控制调节量。2.根据权利要求1所述的一种配电网分布式光伏电压控制方法，其特征在于，所述步骤S1，所述接入容量包括分布式光伏的光伏有功功率装机容量和无功补偿装置的补偿容量。3.根据权利要求1所述的一种配电网分布式光伏电压控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述接入节点对应的光伏逆变器的有功无功控制策略包括定有功无功控制型、无功补偿设备定电压控制型和虚拟同步机控制型。4.根据权利要求1所述的一种配电网分布式光伏电压控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：结合配电网拓扑，构建分布式光伏发电的配电网中各个接入节点之间连接关系形成的节点导纳矩阵；基于节点导纳矩阵，计算各个节点电压幅值对配电网所有分布式光伏接入节点注入有功无功功率的灵敏度，然后对灵敏度进行排序。5.根据权利要求4所述的一种配电网分布式光伏电压控制方法，其特征在于，所述接入节点的注入有功无功功率的灵敏度通过公式(1)计算：其中，S
ii
、S
ij
、T
ii
、T
ij
分别表示节点i电压幅值U
i
对节点i有功功率注入ΔP
i
的灵敏度、节点j有功功率注入ΔP
j
的灵敏度，节点i无功功率注入ΔQ
i
的灵敏度和节点j无功功率注入ΔQ
j
的灵敏度；P
Gi
、P
Li
、Q
Gi
、Q
Li
分别是节点i的有功电源、有功负荷、无功电源和无功负荷；G
ii
、B
ii
分别为节点i的自电导和自电纳；G
ij
、B
ij
分别为节点i和节点j之间的互电导和互电纳；θ
ij
为节点i和节点j之间的相位差；节点j为配电网中含分布式...

【专利技术属性】
技术研发人员：张青蕾，陈维，刘俊，张丁，王碧阳，焦在滨，李华，李旭东，耿世哲，白欢，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：