[发明专利]一种分布式光伏多源性无功吸收的功率因数控制方法

权利要求书

1.一种分布式光伏多源性无功吸收的功率因数控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：利用历年的光伏功率样本，通过k均值聚类算法还原线路的日光伏出力曲线，获取无功调节的时间段，日光伏出力曲线包括日光伏无功曲线和日光伏有功出力曲线；

S2：通过k均值聚类算法还原光伏无功曲线，结合光伏有功出力曲线，计算春节前后每日的光伏完全吸收主变倒送无功时的光伏电站功率因数设定值；

S3：根据采集得到的光伏和并网点电压、有功功率和无功功率，以计算出来的功率因数设定值群调光伏电站进相功率因数；

所述的步骤S3包括以下步骤：

S31：采集光伏和并网点的电压、有功功率和无功功率；

S32：判断采集的电压是否超越设定的电压上限值，若是，则进入步骤S33，若否，则进入步骤S34；

S33：判断光伏无功功率是否到达设定的光伏无功下限，若是，则进行有功-电压控制，使用有功调节并网电压，并返回步骤S31；若否，则进行无功-电压控制，使用无功调节并网电压，并返回步骤S31；

S34：判断采集的电压是否越过设定的电压下限值，若是，则进行无功-电压控制，使用无功调节并网电压，并返回步骤S31；若否，则进入步骤S35；

所述的有功-电压控制的表达式为：

其中，k_p1、k_p2为比例积分控制器的比例参数；k_i1、k_i2为比例积分控制的积分参数；P_{PV_ref}为分布式光伏发出的无功上限值；P_ref为将并网点电压维持在目标值所需的有功参考值；P_{PV_ref}按不同逆变器额定容量等比例分配；

无功-电压控制的表达式为：

其中，k_p3、k_p4为比例积分控制器的比例参数；k_i3、k_i4为比例积分控制的积分参数；Q_{PV_ref}为分布式光伏应发出的无功功率；Q_ref为将并网点电压维持在目标值所需的无功参考；Q_{PV_ref}按不同逆变器额定容量等比例分配；

S35：通过采集的有功功率和无功功率计算实际功率因数，判断实际功率因数是否超过功率因数设定值，若是，则执行功率因数控制并返回步骤S31，若否，则直接返回步骤S31；

所述的功率因数控制的表达式为：

其中，k_p5为比例积分控制器的比例参数；k_i5为比例积分控制的积分参数；为功率因数目标值；P_PCC为公共连接点处有功功率；Q_{PV_ref}为分布式光伏应发出的无功功率；Q_ref为将并网点电压维持在目标值所需的无功参考；Q_{PV_ref}按不同逆变器额定容量等比例分配。

2.根据权利要求1所述的一种分布式光伏多源性无功吸收的功率因数控制方法，其特征在于，所述的步骤S1包括以下步骤：

S11：以钟点为单位，将历年春节前后一周中每日的光伏功率样本分为24个集合；

S12：将集合中的光伏无功数据和光伏有功出力输出分别通过k均值聚类算法还原成日光伏无功曲线和日光伏有功出力曲线；

S13：结合光伏曲线中的日光伏无功曲线和日光伏有功出力曲线的起止时间，获取日光伏参与无功调节的时间段。

3.根据权利要求2所述的一种分布式光伏多源性无功吸收的功率因数控制方法，其特征在于，所述的步骤S2包括以下步骤：

S21：以春节前后一周中每一天的光伏功率样本为一个集合，通过k均值聚类算法还原春节前后一周的光伏无功曲线和光伏出力曲线；

S22：根据计算得到的无功调节的时间段，结合该时间段的光伏有功出力曲线，分别计算每一天光伏完全吸收主变倒送无功时的光伏电站功率因数设定值。

4.根据权利要求2或3所述的一种分布式光伏多源性无功吸收的功率因数控制方法，其特征在于，所述的k均值聚类算法为改进的k均值聚类算法，其基本过程如下：

①每个集合中随机选取k个点，作为初始类质心；

②遍历所有点数据，将每个点数据划分到最近的质心类中；

③计算每个类的平均值，并作为新的类质心；

④重复步骤②-③，直到k个类质心不再发生变化或执行的迭代次数达到阈值；

⑤计算每个类中各数据到类质心的平均距离，若每个类的平均距离均小于距离阈值，则结束聚类过程，否则令k值增加n，返回①，其中，n为平均距离超过距离阈值的类的个数。