[發(fā)明專(zhuān)利]一種光伏電站無(wú)功分組調(diào)節(jié)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510495983.5
• 申請(qǐng)日: 2015-08-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105048479B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶潁軍;孔波利;崔麗艷;沈志廣;李現(xiàn)偉;樊鵬;吳雙惠;孫航飛;陳斌;張秀娟;段太鋼;高建琨;胡葉賓;李燕;熊焰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司;許繼電氣股份有限公司;許繼集團(tuán)有限公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/18
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/18;H02J3/46
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司41119
• 代理人: 胡泳棋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光伏電站無(wú)功分組調(diào)節(jié)方法，屬于分布式電源控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

分布式能源發(fā)電是解決當(dāng)前能源短缺、環(huán)境污染的重要舉措之一。然而，隨著分布式能源發(fā)電大規(guī)模的接入電網(wǎng)，分布式電源出力的隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了一些負(fù)面影響，而通過(guò)無(wú)功調(diào)節(jié)能夠明顯降低電能損耗、提高系統(tǒng)電壓質(zhì)量，對(duì)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

目前傳統(tǒng)的無(wú)功分區(qū)方法主要包括圖論法、靈敏度法、人工智能法。但這些方法都針對(duì)傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)，而并未考慮到分布式發(fā)電的隨機(jī)性與波動(dòng)性，從而不能準(zhǔn)確地分析其對(duì)電力系統(tǒng)的影響，因此有必要對(duì)光伏發(fā)電的出力與負(fù)荷相關(guān)性進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。目前粒子群優(yōu)化算法PSO已廣泛應(yīng)用于無(wú)功優(yōu)化計(jì)算領(lǐng)域，但是PSO在理論上存在一個(gè)明顯的缺陷，即當(dāng)PSO應(yīng)用于高維復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題時(shí)，容易過(guò)早收斂以及陷入局部最優(yōu)，因而不能保證算法收斂到全局最優(yōu)，尤其隨著系統(tǒng)規(guī)模的增大，計(jì)算復(fù)雜性的極大增加將導(dǎo)致“維數(shù)災(zāi)”問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種光伏電站無(wú)功分組調(diào)節(jié)方法，以解決目前光伏電站無(wú)功調(diào)節(jié)中隨著系統(tǒng)規(guī)模增大導(dǎo)致計(jì)算復(fù)雜性極大增加的問(wèn)題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題提供了一種光伏電站無(wú)功分組調(diào)節(jié)方法，該調(diào)節(jié)方法包括以下步驟：

1)將調(diào)度下發(fā)的目標(biāo)值轉(zhuǎn)換為無(wú)功功率目標(biāo)值Q_ref，并根據(jù)電站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算出待分配的無(wú)功調(diào)節(jié)指令ΔQ；

2)計(jì)算光伏電站中各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間的靈敏度距離，根據(jù)靈敏度距離對(duì)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組；

3)計(jì)算各發(fā)電單元出力與負(fù)荷的相關(guān)性，通過(guò)比較與各組負(fù)荷節(jié)點(diǎn)相關(guān)系數(shù)的大小進(jìn)行歸并，以形成不同的發(fā)電節(jié)點(diǎn)；

4)利用多目標(biāo)無(wú)功優(yōu)化算法建立無(wú)功優(yōu)化模型，求解該模型，計(jì)算出每個(gè)發(fā)電節(jié)點(diǎn)待分配的無(wú)功調(diào)節(jié)指令Q_refi；

5)將各發(fā)電節(jié)點(diǎn)待分配的無(wú)功調(diào)節(jié)指令Q_refi進(jìn)行分配，根據(jù)各發(fā)電節(jié)點(diǎn)下逆變器的開(kāi)機(jī)個(gè)數(shù)和當(dāng)前運(yùn)行狀況計(jì)算各逆變器的無(wú)功指令Q_invi或功率因數(shù)指令cosθ_invi，并將其下發(fā)給對(duì)應(yīng)的逆變器。

所述步驟2)中采用電壓/無(wú)功靈敏度表示負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的單位無(wú)功變化對(duì)其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓幅值的影響程度，即得出兩負(fù)荷節(jié)點(diǎn)間電壓幅值變化量ΔV對(duì)無(wú)功功率變化量ΔQ的靈敏度矩陣S_vq，計(jì)算兩節(jié)點(diǎn)i、j之間的靈敏度距離D_ij，

其中N為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

所述步驟1)中負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的分組方法為：

A.計(jì)算各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)兩兩之間的距離，構(gòu)成一個(gè)對(duì)稱(chēng)距離矩陣D_ij；

B.選擇D_ij中的非對(duì)角上的最小元素，將該對(duì)角元素對(duì)應(yīng)的兩個(gè)組合成一個(gè)新組，同時(shí)在D_ij中消去對(duì)應(yīng)的行和列；

C.計(jì)算新組與剩下的未合并的組之間的距離，組成一個(gè)行矩陣和一個(gè)列矩陣，將這兩個(gè)矩陣并入D_ij，更新距離矩陣D_ij；

D.重復(fù)步驟B-C，直至達(dá)到設(shè)定的組數(shù)。

所述步驟3)中是運(yùn)用各個(gè)發(fā)電單元無(wú)功出力和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)之間的相關(guān)性來(lái)衡量每個(gè)發(fā)電單元對(duì)負(fù)荷的影響，根據(jù)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)分組結(jié)果，比較發(fā)電單元與各負(fù)荷分組的相關(guān)系數(shù)R_ij值大小，將發(fā)電單元?jiǎng)澐值脚c它相關(guān)性最強(qiáng)的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)所在分組中，保證區(qū)域內(nèi)發(fā)電單元對(duì)負(fù)荷的強(qiáng)耦合關(guān)系，最終形成不同的發(fā)電節(jié)點(diǎn)。

所述步驟2)中相關(guān)性系數(shù)的計(jì)算公式為：

其中R_ij為第i個(gè)發(fā)電單元實(shí)際無(wú)功出力與第j個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)，t為時(shí)間，n為數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，X_it為第i個(gè)發(fā)電單元在t時(shí)刻的實(shí)際出力，Y_jt為第j個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)在t時(shí)刻的實(shí)際負(fù)荷大小，為第i個(gè)發(fā)電單元在時(shí)間段內(nèi)所有樣本的平均值，為第j個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)在時(shí)間段內(nèi)所有樣本的平均值。

所述步驟4)建立的無(wú)功優(yōu)化模型以電壓偏差最少、有功損耗為最小為目標(biāo)函數(shù)，即：

F＝f₁(X₁,X₂)+f₂(X₁,X₂)