分布式光伏发电系统调频控制参数整定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种分布式光伏发电系统调频控制参数整定方法及装置。本发明专利技术的方法包括：分布式光伏发电系统通过直流变流器升压，利用电容控制直流电压，再通过交直流变流器并网，在发电时，留出设备自身备用余量提供调频支撑能力；光伏发电系统的交直流变流器采用定直流电压控制；光伏发电系统的直流变流器采用恒功率控制，对其引入频率偏差的反馈支路；利用设备自身备用余量确定单个光伏发电系统对电力系统调频支撑的能力，之后进行有功功率控制参数的初始值设计；带入有功功率控制参数的初始值对分布式光伏发电系统进行仿真，得到最小线路损耗的有功功率控制参数。本发明专利技术实现了设备最小线路损耗的调频控制参数整定，保证电力系统的稳定运行。力系统的稳定运行。力系统的稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
分布式光伏发电系统调频控制参数整定方法及装置


[0001]本专利技术涉及分布式光伏发电系统
，具体地说是一种分布式光伏发电系统调频控制参数整定方法及装置。

技术介绍

[0002]大规模的光伏发电通常是利用太阳能发电系统产生的直流电转换为交流电的过程，主要是利用并网逆变器进行工作。光伏并网发电系统主要有大型并网发电站和分散型的小型并网发电系统两种方式，前者在发电站完成转换，适用于全国大型发电站，广泛应用于住宅建筑，适用于光伏建筑的一体化。光伏发电并网系统不需要能源储存和能源释放过程，有利于减低能源损失，使电力利用效率提高。大规模光伏发电有以下优点：大规模的光伏发电能够提高电能利用效率，有利于减少电能的损失状况；太阳能是清洁能源，相比其他的一些形式，太阳能资源有利于减少环境污染。同时，高渗透率分布式电源接入主动配电网后，配电网的调度运行模式发生了重要变化，主动配电网功率调度策略、电力交易模式及输配交互方式都与传统配电网具有较大区别。在新形势、新环境下，研究高渗透率分布式电源接入下主动配电网的优化调度技术，对于提高新能源消纳，提升配电网安全、经济运行能力具有重要意义。
[0003]如今，引进大规模光伏系统，使得大量电力电子装置改变现有的电力系统的固有模式，使得电力质量降低。光伏发电机组系统的数量和规模的不同，使得电力系统的整体框架有一定的改变，使得潮流分布的控制也更加的困难，对于配电网的电压质量产生了很大的影响。高比例新能源电力系统阻尼和惯性发生了巨大的变化，对电网影响愈发显著。当光伏发电大量替代同步机，电力系统电力电子化特征凸显，电力系统旋转备用容量及转动惯量相对减少，将导致系统惯量水平下降，恶化频率响应特性，削弱系统抵御功率差额的能力，导致电力系统安全稳定运行的压力增大。
[0004]现今为向交流系统提供频率支撑的方法有很多，除直接从潮流控制的角度出发外，更多的则是采用频率
‑
下垂控制，或是提高交流系统的等效惯量和阻尼；同时，现有分布式电源频率支撑能力研究主要在设备自身寻求突破，而忽视了单机间协调配合调频控制能力的研究。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术存在的不足，本专利技术在以调节控制功率指令为工作原理的分布式光伏发电系统的基础上提供一种协调配合调频控制参数整定方法及装置，实现自身设备约束条件和电网频率导则约束下的设备最小线路损耗的调频控制参数整定，以保证电力系统的稳定运行。
[0006]为此，本专利技术采用的一种技术方案为：分布式光伏发电系统调频控制参数整定方法，其包括：
[0007]步骤1)，分布式光伏发电系统通过直流变流器升压，利用电容控制直流电压，再通
过交直流变流器并网，在发电时，留出设备自身备用余量提供调频支撑能力；光伏发电系统的交直流变流器采用定直流电压控制；光伏发电系统的直流变流器采用恒功率控制，对其引入频率偏差的反馈支路；
[0008]步骤2)，利用设备自身备用余量确定分布式光伏发电系统中单个光伏发电系统对电力系统调频支撑的能力；计算出单个光伏发电系统对电力系统调频支撑能力后，对分布式光伏发电系统中单个光伏系统进行有功功率控制参数的初始值设计；
[0009]步骤3)，带入有功功率控制参数的初始值对分布式光伏发电系统进行仿真，得到最小线路损耗的有功功率控制参数。
[0010]本专利技术基于现有的有功功率指令调节的调频策略，光伏发电系统在功率指令上附加频率信息的支路，对直流变流器进行控制，实现光伏发电系统频率支撑。
[0011]进一步地，步骤2)中，光伏发电系统采用基于有功功率指令调节的调频策略：对单个光伏发电系统输入有功功率调节指令，引出一条由稳定频率偏差
△
f控制的反馈支路；
[0012]电网扰动下，分布式光伏发电系统将向配电网提供有功功率支撑，稳态频率偏差需要满足电网频率导则的约束：
[0013]Δf≤Δf
max
[0014]式中，Δf
max
为配电网允许的最大稳态频率偏差；
[0015]第i个光伏发电系统中，稳定频率偏差
△
f控制反馈支路的有功功率控制参数为K
i
；考虑有功功率控制参数K
i
值需要满足光伏发电系统自身备用余量，根据设备自身情况和实际需求，设定其调节能力需要满足稳态出力小于等于η倍的额定有功功率，约束条件如下：
[0016]Δf
max
·
K
i
≤ηP
PVi
[0017]式中，P
pvi
为第i个光伏发电系统的额定有功功率；η为光伏发电系统自身备用余量的占比。
[0018]更进一步地，步骤2)中，有功功率控制参数K
i
的初始值取设备自身备用余量所能提供最大输出的一半。
[0019]更进一步地，步骤3)进行仿真，分为两种：
[0020]第一种，调频效果达到预定值，则此时的K
i
值就是初始值；
[0021]第二种，调频效果没有达到预定值，则根据所得的Δf对比设定的Δf
max
，求得此时系统调频达到预期值所需的功率ΔP，等比例调高有功功率控制参数K
i
，获得新的参考值，重新仿真直到调频效果达到预期，将此时的K
i
值作为初始值。
[0022]再进一步地，为最优分布式光伏发电系统每个光伏发电系统的调频能力，求得光伏发电并网系统线路损耗最小下的有功功率控制参数，优化约束条件如下：
[0023][0024]ΔP
总
表示分布式光伏发电系统频率支撑需要提供的总有功功率，ΔP
i
表示第i个
光伏发电系统频率支撑的有功出力。
[0025]本专利技术采用的另一种技术方案为：分布式光伏发电系统调频控制参数整定装置，其包括：
[0026]光伏发电系统控制单元：分布式光伏发电系统通过直流变流器升压，利用电容控制直流电压，再通过交直流变流器并网，在发电时，留出设备自身备用余量提供调频支撑能力；光伏发电系统的交直流变流器采用定直流电压控制；光伏发电系统的直流变流器采用恒功率控制，对其引入频率偏差的反馈支路；
[0027]电力系统调频支撑确定能力单元：利用设备自身备用余量确定分布式光伏发电系统中单个光伏发电系统对电力系统调频支撑的能力；
[0028]有功功率控制参数初始值设计单元：计算出单个光伏发电系统对电力系统调频支撑能力后，对分布式光伏发电系统中单个光伏系统进行有功功率控制参数的初始值设计；
[0029]有功功率控制参数获取单元：带入有功功率控制参数的初始值对分布式光伏发电系统进行仿真，得到最小线路损耗的有功功率控制参数。
[0030]本专利技术具有的有益效果：本专利技术在考虑装备自身提供系统调频支撑的基础上，加入了电网频率导则的约束和设备自身备用余量的约束，对光伏发电系统有功功率控制参数进行整定，增强电力系统稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.分布式光伏发电系统调频控制参数整定方法，其特征在于，包括：步骤1)，分布式光伏发电系统通过直流变流器升压，利用电容控制直流电压，再通过交直流变流器并网，在发电时，留出设备自身备用余量提供调频支撑能力；光伏发电系统的交直流变流器采用定直流电压控制；光伏发电系统的直流变流器采用恒功率控制，对其引入频率偏差的反馈支路；步骤2)，利用设备自身备用余量确定分布式光伏发电系统中单个光伏发电系统对电力系统调频支撑的能力；计算出单个光伏发电系统对电力系统调频支撑能力后，对分布式光伏发电系统中单个光伏系统进行有功功率控制参数的初始值设计；步骤3)，带入有功功率控制参数的初始值对分布式光伏发电系统进行仿真，得到最小线路损耗的有功功率控制参数。2.根据权利要求1所述的分布式光伏发电系统调频控制参数整定方法，其特征在于，步骤2)中，光伏发电系统采用基于有功功率指令调节的调频策略：对单个光伏发电系统输入有功功率调节指令，引出一条由稳定频率偏差
△
f控制的反馈支路；电网扰动下，分布式光伏发电系统将向配电网提供有功功率支撑，稳态频率偏差需要满足电网频率导则的约束：Δf≤Δf
max
式中，Δf
max
为配电网允许的最大稳态频率偏差；第i个光伏发电系统中，稳定频率偏差
△
f控制反馈支路的有功功率控制参数为K
i
；考虑有功功率控制参数K
i
值需要满足光伏发电系统自身备用余量，根据设备自身情况和实际需求，设定其调节能力需要满足稳态出力小于等于η倍的光伏额定有功功率，约束条件如下：Δf
max
·
K
i
≤ηP
PVi
式中，P
pvi
为第i个光伏发电系统的额定有功功率；η为光伏发电系统自身备用余量的占比。3.根据权利要求2所述的分布式光伏发电系统调频控制参数整定方法，其特征在于，步骤2)中，有功功率控制参数K
i
的初始值取设备自身备用余量所能提供最大输出的一半。4.根据权利要求2所述的分布式光伏发电系统调频控制参数整定方法，其特征在于，步骤3)进行仿真，分为两种：第一种，调频效果达到预定值，则此时的K
i
值就是初始值；第二种，调频效果没有达到预定值，则根据所得的Δf对比设定的Δf
max
，求得此时系统调频达到预期值所需的功率ΔP，等比例调高有功功率控制参数K
i
，获得新的参考值，重新仿真直到调频效果达到预期，将此时的K
i
值作为初始值。5.根据权利要求4所述的分布式光伏发电系统调频控制参数整定方法，其特征在于，为最优分布式光伏发电系统每个光伏发电系统的调频能力，求得光伏发电并网系统线路损耗最小下的有功功率控制参数，优化约束条件如下：
ΔP
总
表示分布式光伏发电系统频率支撑需要提供的总有功功率，ΔP
i
表示第i个光伏发电系统频率支撑的有功出力。6.分布式光伏发电系统调频控制参数整定装置，其特征在于，包括：光伏发电系统控制单元：...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴栋萁，童力，周金辉，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：