[发明专利]一种配电网光伏电压协调控制方法

说明书

本发明揭示了一种配电网光伏电压协调控制方法，包括如下步骤：首先，根据光伏配电网的结构及线路参数确定各光伏节点的电压灵敏度；其次，评估各光伏节点电压，根据各光伏节点电压的评估情况，制定功率补偿方法，以将电压调至正常范围；然后，根据无功补偿方法及有功削减方法，确定通信时延下的预测补偿方案；本发明通过优先控制具有最大电压偏差的光伏节点，即可实现所有节点电压的调节，同时，根据光伏输出有功波动幅值的波动，确定了光伏电压对通信时延的容忍范围，保证了该光伏电压调节方法的有效性。

技术领域

本发明涉及一种电压协调控制方法，尤其涉及一种基于逆变器剩余无功/有功补偿的配电网光伏电压协调控制方法，属于配电网光伏协调控制领域。

背景技术

随着技术的成熟，光伏发电在世界上大多数地区得到广泛应用，并且在整个电网中所占据的规模和比例正在不断扩大，因此对光伏发电的稳定性要求也在不断提高。电压作为衡量光伏配电网穿透水平的一个重要标准，需维持在可允许范围内，但电能的长距离传输损耗、大规模分布式光伏数量或负载数量的变化、太阳光的变化引起的有功波动都可能会导致节点电压超过规定的阈值，这不仅威胁到光伏运行的安全性，而且可能会给电气设备带来损害，同时，也限制了光伏配电网规模的进一步扩展。

在光伏配电网中，通常可采用无功补偿及有功削减来调节电压，从经济角度考虑，基于无功补偿的电压调节优先于基于有功削减的电压调节。标准IEEE 1547-2014提及无功补偿可用来维持电能质量水平，尽管无功补偿虽然在电压调节方面是有效的，但对于低压等级光伏配电网中，由于传输线的R/X比值较大，所以无功补偿对电压的影响较小，而有功削减对电压的影响较大，这使得基于无功补偿的电压调节力度不够，基于有功削减的电压调节力度明显。

在集中式光伏电压控制系统中，通信是不可或缺的光伏数据传输媒介，但常见的通信时延可能会降低光伏配电网的动态性能，甚至导致不稳定性，因此，能够容忍通信时延的光伏配电网设计是目前的主要挑战之一。尽管存在某一时延上界范围内的电力系统鲁棒性研究，但是超出此界限的较大延迟的相关研究很少。

综上所述，如何提供一种配电网光伏电压协调控制方法，既能解决电压问题，又能解决较大通信时延，并确保光伏配电网的稳定运行，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明是针对传统大规模光伏配电网动态运行或频繁的负载变化所引起的电压偏差问题，提供的一种基于逆变器剩余无功/有功补偿的配电网光伏电压协调控制方法。

本发明的技术解决方案是：

一种配电网光伏电压协调控制方法，包括如下步骤：

S1：根据光伏配电网的结构及线路参数确定各光伏节点的电压灵敏度，所述电压灵敏度包括无功灵敏度及有功灵敏度；

S2：评估各光伏节点电压，根据各光伏节点电压的评估情况，制定功率补偿方法，以将电压调至正常范围，所述功率补偿方法包括无功补偿方法及有功削减方法，且无功补偿方法及有功削减方法相配合将电压调至正常范围；

S3：根据无功补偿方法及有功削减方法，确定通信时延下的预测补偿方案，所述预测补偿方案包括如下步骤：

S31：预测各光伏节点的输出有功功率，并评估有功功率在通信时延范围内的变化幅度；

S32：根据各光伏节点电压对光伏输出无功灵敏度及有功灵敏度，求得步骤S2中的无功补偿方法及有功削减方法对通信时延的容忍范围。

优选地，所述步骤S1中确定各光伏节点的电压灵敏度包括如下步骤：

S11：确定光伏节点电压与注入电流的方程；

假设有N个光伏节点，已知第一个光伏节点，且其它节点均视为PQ节点，根据光伏配电网的网络结构及线路参数，确定节点阻抗矩阵，各节点注入电流与电压的方程为：