[发明专利]一种参与配电网电压调节的分布式光伏新型控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种参与配电网电压调节的分布式光伏新型控制方法，属于电力系统运行与控制技术领域。

背景技术

分布式光伏作为一种清洁能源，规模化接入配电网有利于解决环境污染和能源短缺等问题。然而，分布式光伏接入中低压配电网将会对电压分布产生严重影响，甚至导致部分节点电压越限，这将限制分布式光伏在中低压配电网中的大规模接入。

针对分布式光伏接入配电网引起电压越限的问题，传统的方法有通过调节变压器分接头实现对含有分布式光伏的配电网进行调压，但是只有在系统无功功率充足的情况下，才能采用改变变压器变比调压的方法。或是采用诸如并联电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生器等补偿装置改善分布式光伏接入后配电网的电压分布，然而配置这些设备将增加操作的复杂程度，且提高供电成本。

充分利用分布式光伏并网逆变器与静止无功补偿器结构上的相似性，扩展并网逆变器的功能，使其在一定程度上参与电压调节，具有一定的应用前景。分布式光伏并网逆变器同时实现发电并网与电压调节功能，其控制系统应具备良好的性能，采用基于模型预测控制思想的电流控制方法代替传统的电流方法，能够避免繁琐的控制参数整定，且具有更好的动静态性能。

发明内容

本申请的目的在于提出一种充分挖掘了分布式光伏的附加功能，有效解决分布式光伏接入导致配电网电压越限的问题，避免繁琐的控制参数整定，改善控制系统的动静态性能的一种参与配电网电压调节的分布式光伏新型控制方法。

本申请的技术方案是这样实现的：一种参与配电网电压调节的分布式光伏新型控制方法，依次按以下步骤实现的：

步骤1：检测分布式光伏并网点电压实际值U_pv，整定分布式光伏并网点电压参考值U_{pv_ref}；

步骤2：比较步骤1所得分布式光伏并网点电压实际值U_pv和分布式光伏并网点电压参考值U_{pv_ref}的数值大小，计算分布式光伏有功出力和无功出力的参考值；

步骤3：结合步骤2中得到的分布式光伏有功出力和无功出力的参考值，计算分布式光伏输出电流参考值；

步骤4：建立分布式光伏并网发电系统离散化数学模型，利用分布式光伏并网发电系统离散化数学模型可以对下一采样时刻分布式光伏的输出电流值进行预测；

步骤5：为实现分布式光伏输出电流对参考电流指令的准确跟踪，构造价值函数；

步骤6：利用价值函数对各种可能的预测结果进行评估，选出使价值函数最小的开关状态，并在下一采样时刻应用，如此继续，进行滚动优化。

步骤1中根据下式整定分布式光伏并网点电压参考值：

其中，U_pv为分布式光伏并网点电压实际值，U_{pv_ref}为分布式光伏并网点电压参考值，U_min和U_max分别为满足GB/T 12325-2008标准规定的分布式光伏并网点电压最小值与最大值。

步骤2中根据下式计算分布式光伏有功、无功出力的参考值：

其中，P_pv和Q_pv分别分布式光伏在为传统恒功率控制下的有功出力和无功出力，P_{pv_ref}和Q_{pv_ref}分别为参与配电网电压调节的分布式光伏有功出力和无功出力的参考值。

步骤3中根据下式计算布式光伏输出电流参考值：

其中，U_d为并网点电压的d轴分量，i_{d_ref}和i_{q_ref}分别为分布式光伏输出电流参考值的d轴分量和q轴分布量。

步骤4中利用下式所示的分布式光伏并网发电系统离散化数学模型可以对下一采样时刻分布式光伏的输出电流值进行预测：

其中，R_i和L_i分别为并网逆变器输出侧等效电阻和等效电感，u_i和u_s分别为并网逆变器输出电压和电网电压，i_i为逆变器输出电流，T_s为采样步长。

步骤5中根据下式构造价值函数：J＝|i_ref(k+1)-i_i(k+1)|。