[发明专利]一种光伏电站调频-调压协同控制方法及系统

说明书

本发明公开一种光伏电站调频‑调压协同控制方法及系统，包括：以光伏电站内光伏单元的无功调节容量之和最大为目标函数，以上级电网有功调频指令和站内各节点电压为约束条件，构建调频‑调压协同控制优化模型；以当前时刻下光伏电站并网点的有功功率、光伏单元的有功功率以及站内各节点的电压幅值为调频‑调压协同控制优化模型的输入，输出光伏单元下一时刻的输出功率，以此控制光伏电站运行。在光伏电站减载运行存在可调空间的前提下，使光伏电站内各光伏单元输出功率实时追踪上级电网的调频指令，并且同时满足光伏电站并网点及站内各节点电压约束，实现调频‑调压协同控制的目的。

技术领域

本发明涉及光伏电站调控技术领域，特别是涉及一种光伏电站调频-调压协同控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

当前，风、光等可再生能源发电并网逐年增加，必然会压低传统电源(例如化石燃料电源)的占比，使电力系统运行调控面临主动调节资源不足的困境。而对于可再生能源发电，例如光伏电站，虽然其最大有功输出功率由自然因素决定，但其普遍采用的电力电子变换技术使其也具备一定的主动调节能力。一方面，光伏电站可以通过减载运行的方式参与二次调频，从而牺牲部分电能来增加系统的快速调节资源；另一方面，光伏电站可通过逆变器控制改变其功率因数，从而实现电压控制。此时，有必要在调控中挖掘光伏电站自身的主动调节能力，以缓解传统主动调节资源不足的问题。

已有相关学者针对光伏电站的调控方法展开研究。

现有技术提出一种基于主从协调策略的光伏电站一次调频方法。协调层根据频率偏差计算总有功功率调节量，并根据分配算法，将总有功功率调节量分配至各光伏逆变器。进一步，各光伏逆变器继续将分配所得功率调整量平稳消纳在各光伏组件中，从而实现光伏电站平稳实现参与一次调频的控制。

现有技术提出一种综合考虑光伏电站多点频率的调频策略。其根据各光伏发电单元变压器高压侧频率和光伏电站整体并网点频率综合确定调频功率指令，可有效提高光伏电站参与电网调频的调节速度和精度。

现有技术提出了一种同时考虑频率变化率和变化量的光伏电站调频方法。其方法同时具备基于变化率调频和变化量调频的功能，对频率变化的响应速度更快，可对异步电网提供有效的快速频率支撑。

现有技术提出了一种基于延迟时间补偿算法的电压控制方法。其能够计算电压控制系统的延迟时间，并结合区域电缆的参数得到无功补偿参数。由此，可有效减少光伏逆变器和光伏电站并网点电压相位的匹配误差，以减少电网谐波，保证相位平衡。

现有技术提出了一种协调控制的光伏电站电压控制方法。其根据并网点、逆变器电压和工作阈值区间比较，当电压在正常区间内发生突然变化时，可进行最优调节协调静止无功补偿器(SVG)和光伏逆变器的无功分配。当电压超过正常区间时，SVG和站内逆变器进入本地控制模式，以最快的速度响应电压变化。

上述研究针对光伏电站的调频、调压策略展开了研究。但是，当前光伏电站调频、调压控制却是分离的，未考虑在控制过程中调频、调压之间的耦合性。实际上，调频的有功指令有可能受电压约束无法得到执行，而调压的指令也会对调频效果产生不良影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种光伏电站调频-调压协同控制方法及系统，在光伏电站减载运行存在可调空间的前提下，使光伏电站内各光伏单元输出功率实时追踪上级电网的调频指令，并且同时满足光伏电站并网点及站内各节点电压约束，根据光伏电站并网点有功功率的实时量测值、光伏单元的有功功率的实时量测值和站内各节点电压幅值的实时量测值，在线调整站内各个光伏逆变器的运行设定点，实现调频-调压协同控制的目的。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种光伏电站调频-调压协同控制方法，包括：