【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及电力系统功率控制，尤其涉及一种gw级别光伏发电系统的功率控制方法及装置。
技术介绍
1、随着gw级别大规模光伏发电系统的开发，给电网统的安全运行以及运行调度带来了一系列挑战。受光照、气温、以及风速等自然气象条件的波动性、间歇性的影响，新能源发电波动较大，容易对电网系统造成持续的功率扰动。由于gw级别大规模光伏电站分布范围广、逆变器数量多，对电网系统的功率控制指令响应速度不足，传统光伏电/站采用mppt功率调节速率缓慢，不能满足电网统调频调压的需求。因此，当电网统发生故障时，通常直接对新能源厂站发送切除命令，但新能源响应相对较慢，影响了电网系统的安全稳定运行，同时率先切除新能源场站，降低了新能源发电收益。
2、当前光伏电站功率和电压调节通常是由agc/avc系统完成的。逆变器通过串口通信接入到方阵中的通信管理装置，通信管理装置将其转换为iec104、iec103等通讯规约后再通过光纤环网接入到站内环网总交换机，然后再经过2～3级交换机再接入到站内agc/avc服务器。agc/avc控制启动响应时间一般为20s，而其与调度中心的整个控制响应时间一般长达2min以上，这种系统一般只能参与电力系统的几分钟级的二次调频，主要进行电力系统周期计划功率调节，无法满足电力系统一次调频的速度和性能要求。
3、另外，光伏逆变器通常采用mppt控制，其目的是为了实现光伏的最大功率追踪，而mppt控制的更新周期通常为1-3s，难以快速响应功率指令，这严重限制了目前快速功率控制的要求。
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1、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gw级别光伏发电系统的功率控制方法及装置，将本地快速响应、远程快速通信以及逆变器快速功率调节相结合，能够根据预设的限制性条件选择直流侧调节参考电压，在保证长期稳定准确调节的情况下提高了对紧急控制需求的响应速度。
2、为达到上述目的，根据本专利技术的第一个方面，提供了一种gw级别光伏发电系统的功率控制方法，所述光伏发电系统包括逆变器，所述逆变器与光伏电池连接，用于将光伏电池产生的直流电转换为交流电并输送至电网，所述方法包括：
3、根据第一控制策略获取第一控制电压参考值，所述第一控制策略与mppt控制相关；
4、根据第二控制策略获取第二控制电压参考值，所述第二控制策略与远程控制指令相关；
5、根据第三控制策略获取第三控制电压参考值，所述第三控制策略与当前电网电压相关；
6、根据所述第一控制电压参考值、第二控制电压参考值和第三控制电压参考值生成第四控制电压参考值；
7、利用所述第四控制电压参考值生成开关控制信号，对所述逆变器的开关进行功率控制。
8、进一步的，根据第一控制策略获取第一控制电压参考值，包括：
9、采用mppt控制器生成第一控制电压参考值u1。
10、进一步的，根据第二控制策略获取第二控制电压参考值，包括：
11、接收远程控制器发送的远程控制指令，所述远程控制指令指示第二控制电压参考值u2，其中，所述远程控制器根据自动电压控制策略和自动发电控制生成第二控制电压参考值u2。
12、进一步的，根据第三控制策略获取第三控制电压参考值，包括根据如下公式生成电压偏差控制值δu：
13、
14、其中，udq表示当前电网电压的dq值，udqmax表示电网最高运行电压值，udqmin表示电网最低运行电压值。
15、进一步的，所述电网最高运行电压值udqmax和电网最低运行电压值udqmin根据如下公式确定：
16、
17、其中，qsc表示系统中储能装置最大容性无功能力，qsl表示系统中储能装置最大感性无功能力，s为接入点系统短路容量，udqmaxn表示电网系统最大运行电压，uacn表示电网系统额定运行电压，udqminn表示电网系统运行最小电压，f表示电网系统当前运行频率，facn表示电网系统额定运行频率，δfmax表示频率的最大偏差。
18、进一步的，所述方法还包括：
19、将所述电压偏差控制值δu经过电压偏差处理器，得到偏差控制电压u30；
20、将所述偏差控制电压u30经过限幅器处理后得到第三控制电压参考值u3；
21、其中，所述电压偏差处理器对电压偏差控制值δu进行如下处理，得到偏差控制电压u30：
22、
23、其中，w1表示第一权重系数，w2表示第二权重系数，j表示惯性处理系数，k表示比例处理系数；所述限幅器的限幅范围为[udqminn,udqmaxn]。
24、进一步的，根据所述第一控制电压参考值、第二控制电压参考值和第三控制电压参考值生成第四控制电压参考值，包括：
25、uref＝k1u1+k2u2+k3u3
26、其中，uref表示第四控制电压参考值，k1表示第一优先级系数，k2表示第二优先级系数，k3表示第三优先级系数。
27、进一步的，所述第一优先级系数、第二优先级系数和第三优先级系数根据如下公式确定：
28、
29、k2＝1
30、
31、其中，δ表示第三控制电压参考值u3的比例权重。
32、进一步的，所述第四控制电压参考值由uref变换为uref1时，变换后的第四控制电压满足以下公式：
33、
34、
35、其中，t表示电压指令过渡时间，uref表示原第四控制电压参考值，uref1表示变换后的第四控制电压参考值，t0表示标准过渡时间。
36、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种gw级别光伏发电系统的功率控制装置，所述光伏发电系统包括逆变器，所述逆变器与光伏电池连接，用于将光伏电池产生的直流电转换为交流电并输送至电网，所述装置包括：
37、第一控制电压参考值确定模块，用于根据第一控制策略获取第一控制电压参考值，所述第一控制策略与mppt控制相关；
38、第二控制电压参考值确定模块，用于根据第二控制策略获取第二控制电压参考值，所述第二控制策略与远程控制指令相关；
39、第三控制电压参考值确定模块，用于根据第三控制策略获取第三控制电压参考值，所述第三控制策略与当前电网电压相关；
40、第四控制电压参考值确定模块，用于根据所述第一控制电压参考值、第二控制电压参考值和第三控制电压参考值生成第四控制电压参考值；
41、功率控制模块，用于利用所述第四控制电压参考值生成开关控制信号，对所述逆变器的开关进行功率控制。
42、综上所述，本专利技术实施例提供了一种gw级别光伏发电系统的功率控制方法及装置，所述方法包括：根据第一控制策略获取第一控制电压参考值，所述第一控制策略与mppt控制相关；根据第二控制策略获取第二控制电压参考值，所述第二控制策略与远程控制指令相关；根据第三本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种GW级别光伏发电系统的功率控制方法，其特征在于，所述光伏发电系统包括逆变器，所述逆变器与光伏电池连接，用于将光伏电池产生的直流电转换为交流电并输送至电网，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第一控制策略获取第一控制电压参考值，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第二控制策略获取第二控制电压参考值，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第三控制策略获取第三控制电压参考值，包括根据如下公式生成电压偏差控制值ΔU：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电网最高运行电压值Udqmax和电网最低运行电压值Udqmin根据如下公式确定：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，根据所述第一控制电压参考值、第二控制电压参考值和第三控制电压参考值生成第四控制电压参考值，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一优先级系数、第二优先级系数和第三优先
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第四控制电压参考值由Uref变换为Uref1时，变换后的第四控制电压满足以下公式：
10.一种GW级别光伏发电系统的功率控制装置，其特征在于，所述光伏发电系统包括逆变器，所述逆变器与光伏电池连接，用于将光伏电池产生的直流电转换为交流电并输送至电网，所述装置包括：
...【技术特征摘要】
1.一种gw级别光伏发电系统的功率控制方法，其特征在于，所述光伏发电系统包括逆变器，所述逆变器与光伏电池连接，用于将光伏电池产生的直流电转换为交流电并输送至电网，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第一控制策略获取第一控制电压参考值，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第二控制策略获取第二控制电压参考值，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第三控制策略获取第三控制电压参考值，包括根据如下公式生成电压偏差控制值δu：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电网最高运行电压值udqmax和电网最低运行电压值udqmin根据如下公式确定：
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈红平，王劲松，徐飞，杨海滔，顾越岭，施春华，姜华，赵伟然，汤拓，张伦玮，鲁喜成，
申请(专利权)人：能建时代上海新型储能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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