[发明专利]考虑三相不平衡的光伏系统公共连接点电压控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑三相不平衡的光伏系统公共连接点电压控制方法，包括如下步骤：计算各节点的所述公共连接点的电压偏差，并判断所述公共连接点的电压偏差是否符合电压偏差标准；若电压偏差大于最大电压偏差标准，则通过光伏逆变器和/或储能装置进行降压处理，若电压偏差小于最小电压偏差标准，则通过光伏逆变器和/或储能装置进行升压处理。本发明通过协调控制光伏逆变器和储能装置的有功、无功功率实现公共连接点电压的连续控制，保证了新能源消纳，等效增加了光伏逆变器无功调整能力，改善三相不平衡问题，改善电能质量。

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，具体地，涉及一种考虑三相不平衡的光伏系统公共连接点电压控制方法。

背景技术

近年来，随着光伏发电技术的日趋成熟，分布式光伏在配电网尤其是低压配电网中的渗透率不断上升。高光伏渗透率的配电网尤其是较弱的放射形低压配电网中，光伏出力的波动性和随机性，会导致光伏系统公共连接点电压波动较大，对配电网的正常运行带来不利影响。

现在的配电网电压控制一般采用传统调整方式，包括电容器无功补偿、调压变压器抽头变更等，这些装置通过开关操作，不仅维修费用高，而且只能实现功率的离散调整。

现有技术中利用分布式电源进行电压控制解决的问题一般是并网点及接入点电压越限问题，且控制对象为光伏逆变器与传统开关型设备，主要步骤如下：

(1)计算电压-有功/无功灵敏度

在忽略线路损耗和电压变化的情况下，根据电压降落公式推导电压-有功/无功灵敏度，如公式(1)所示。

其中，和分别为节点m处电压相对节点n处有功、无功变化的电压-有功灵敏度和电压-无功灵敏度，W_m为节点0到节点m的线路和节点的集合，W_n为节点0到节点n的线路和节点的集合，R_i和X_i为线路i的电阻和电抗值，U_i-1为节点i-1处的电压(节点0为平衡节点，电压幅值和相位一定)。

(2)确定电压调整量矩阵，U_need＝[U_need1U_need2...U_needn]，

其中，U_need为各节点电压调整量，有正有负。

(3)针对各电压越限节点，将各节点按照灵敏度由大到小排列，并依次进行调整，调整量由灵敏度和电压需求量共同决定，节点的功率调整量计算如公式(2)所示。

其中，ΔP和ΔQ分别为各节点所需有功和无功功率调整总量，由于电压调整量有正有负，所以功率调整量也有正有负。

(4)各节点最终的调整量是所有节点所计算调整量的最大值。

(5)不断重复步骤(2)-(4)，直至所有电压满足要求。

与高压输电线路不同，配电线路的电阻远大于电抗参数，因而有功调整对电压的影响较无功调整大，具有较快的响应速度。当电压过高时，减小光伏出力会使得光伏发电的能源利用率降低，考虑到储能装置可以提供短时大功率注入或抽取，可有效改善有功调整的经济性。同时，逆变器自身的无功调整能力也可以在一定程度上对电压进行调整。

然而，光伏逆变器只是控制并网点电压，无法解决公共连接点处电压越限的问题，而且单纯依靠光伏逆变器控制电压，削减有功会降低能源利用率，调整无功又能力有限。同时上述控制方法均没有考虑公共连接点的三相不平衡问题，且户用低电压等级的光伏多为单相并网装置，盲目调整可能会加重三相不平衡问题。

发明内容