[發(fā)明專利]一種用于解決光伏接入點(diǎn)電壓偏差的優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611125977.1
• 申請(qǐng)日: 2016-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106600459B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛斐;葉斌;王緒利;代磊;胡斌;任曦駿;趙鋒;蔡壯;范征
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;朱劉柱;王緒利;趙鋒;代磊;胡斌;胡旭東;江桂芬;周帆;范征
• 主分類號(hào): G06Q50/06
• 分類號(hào): G06Q50/06;H02J3/38
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

1.一種用于解決光伏接入點(diǎn)電壓偏差的優(yōu)化方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

(1)進(jìn)行天氣預(yù)測(cè)，建立傳統(tǒng)配電網(wǎng)元件模型，分布式電源發(fā)電模型、負(fù)荷模型以及一次網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型；

(2)將接入配電網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行等效，建立等效電路，獲取因光伏系統(tǒng)接入后引起的公共節(jié)點(diǎn)電壓變化量；

(3)根據(jù)所述公共節(jié)點(diǎn)電壓變化量，確定引起光伏并網(wǎng)公共節(jié)點(diǎn)電壓變化的主要因素；

(4)分析電壓偏差與光伏分布特征之間的變化規(guī)律，根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)，選取電壓調(diào)整策略；

(5)構(gòu)建經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型的目標(biāo)函數(shù)，在考慮不同調(diào)壓方案的技術(shù)特征以及設(shè)備使用壽命的基礎(chǔ)上，對(duì)綜合成本，即棄光伏發(fā)電懲罰、電壓越限懲罰、電源運(yùn)行以及配電網(wǎng)運(yùn)行與維護(hù)成本、線路改建投資成本、外圍調(diào)壓設(shè)備投資與運(yùn)行維護(hù)成本進(jìn)行詳細(xì)分析，利用凈現(xiàn)值法來(lái)選取綜合成本最小的調(diào)壓方案，凈現(xiàn)值法計(jì)算方法如下：

NPV：凈現(xiàn)值

I：固定投資成本

OM：固定年運(yùn)行維護(hù)成本

V：可變年運(yùn)行成本

E：獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制

x,n：投資設(shè)備編號(hào)與設(shè)備相應(yīng)使用壽命

K：年利率

(6)確定調(diào)壓設(shè)備容量及工作策略，進(jìn)而解決光伏接入點(diǎn)電壓偏差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化方法，其特征在于：

步驟(1)中，進(jìn)行天氣預(yù)測(cè)具體方法如下：對(duì)影響光伏出力的各氣象因素進(jìn)行分析，相同天氣類型下的平均出力與晴天的日均出力的比值為對(duì)應(yīng)的日類型指數(shù)，考慮到光伏電源小時(shí)輸出功率分布在天氣突變時(shí)的非平穩(wěn)性，根據(jù)天氣類型將光伏電源歷史小時(shí)出力數(shù)據(jù)分成兩大類，一類為非突變天氣下的數(shù)據(jù)，另一類為突變天氣下的數(shù)據(jù)，利用非突變天氣下的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)只考慮日最高溫度，而利用突變天氣下的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)考慮日最高溫度、上午和下午的日類型指數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化方法，其特征在于：

步驟(2)中，因光伏系統(tǒng)接入后引起的公共節(jié)點(diǎn)電壓變化量為

由于在功率返送場(chǎng)景中，節(jié)點(diǎn)負(fù)荷小于光伏系統(tǒng)出力，且遠(yuǎn)小于則上式中第二項(xiàng)遠(yuǎn)小于第一項(xiàng)，故忽略第二項(xiàng)后公共節(jié)點(diǎn)電壓變化量為

其中，并網(wǎng)公共節(jié)點(diǎn)與配電網(wǎng)母線節(jié)點(diǎn)，其電壓分別為U、U_s,光伏發(fā)電系統(tǒng)不并網(wǎng)時(shí)公共節(jié)點(diǎn)電壓為U₀，光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后且產(chǎn)生潮流返送場(chǎng)景時(shí)公共節(jié)點(diǎn)電壓為U₁,兩節(jié)點(diǎn)之間存在架空線線路的電阻分量與電抗分量R+jX,光伏系統(tǒng)出力P+jQ,節(jié)點(diǎn)負(fù)荷P_L+jQ_L。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化方法，其特征在于：光伏電源進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的步驟，包括首先將代表日水平面每小時(shí)接受的輻射量進(jìn)行離散，離散的依據(jù)是太陽(yáng)輻射的余弦定律，為了便于日出與日落時(shí)間的換算，采用如下公式：

S′_P＝S′_Dsinα

式中，S′_P為水平面的直接輻射量；S′_D為直接輻射量；對(duì)于同一地點(diǎn)來(lái)說(shuō)，地面直接接收的輻射量主要受太陽(yáng)高度角影響，且成正弦關(guān)系，由此可將從氣象部門(mén)得到的地面直接輻射量按照正弦關(guān)系離散為每個(gè)小時(shí)的地面直接接收輻射量，具體做法是：

a、求出代表日的日出日落時(shí)刻，分別對(duì)應(yīng)正弦曲線與橫軸的交點(diǎn)0和π；

b、將代表日各個(gè)整點(diǎn)時(shí)刻折算成對(duì)應(yīng)正弦曲線的弧度；

c、通過(guò)積分計(jì)算每個(gè)小時(shí)在正弦曲線上包圍的面積從而得到該時(shí)刻的直接輻射量；

在得知某時(shí)刻的直接輻射量之后，可計(jì)算太陽(yáng)能電池發(fā)電量，其計(jì)算公式為：

G＝ηP_NT

式中，η為光伏系統(tǒng)效率，一般取70％；P_N為峰值功率；T為日照時(shí)間所對(duì)應(yīng)的出力效率，其計(jì)算公式如下：

式中，Z為方陣接收的總輻射量，可用水平面的直接輻射量S′_P替代，3.6為MJ和kWh的折算系數(shù)；r為標(biāo)準(zhǔn)輻照強(qiáng)度，即1000W/m²。據(jù)此可得太陽(yáng)能電池每小時(shí)發(fā)電量：

式中，z_β(t_m)為m月代表日太陽(yáng)能電池傾角上接收的總輻射量。