[發明專利]一種分布式電源的本地電壓控制方法

在審

• 申請號: 201710100939.9
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106712098A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 劉健;魏昊焜;何曉英;張志華;張小慶;薛建;周倩;張鈺聲;趙樹仁
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網陜西省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 閔岳峰

技術領域：

本發明涉及分布式電源接入電網運行優化控制領域，特別涉及一種分布式電源的本地電壓控制方法。

背景技術：

隨著技術的進步和政策的支持，我國分布式發電產業發展迅速，分布式光伏發電的發展尤其迅猛，截止2014年底，我國分布式光伏發電累計裝機容已經達到4.67GW，其中新增2.05GW，同比增長256％。分布式發電產業的快速增長，對社會經濟發展起著良好的推動作用，但同時也給電網的安全穩定運行帶來了隱患。由于分布式電源(DG)裝機容量占總裝機比例仍然較低，對主網的影響仍十分有限，但對于局部配電網的影響日益突出。DG的接入對配電網的影響主要包括電能質量方面、繼電保護方面和可靠性方面的影響。由于DG一般經過升壓變壓器并網，因此其諧波影響問題并不突出；由于DG容量不大且多為逆變器或異步機并網型，因此其對短路電流和繼電保護的影響較小也容易應對；影響DG消納的關鍵在于因其引起的電壓偏高問題，因此應對DG接入對配電網電壓的影響提高消納能力成為當前的一個研究熱點。

主動配電網技術可以通過對電源、負荷和配電網的主動協調控制和管理提高配電網對DG的消納能力，為提高配電網對DG的消納能力提供了一種可行的解決方案，是未來的配電網的發展方向之一。但是主動配電網技術依賴高速可靠的通信和先進的計量設施，而我國配電網的信息化建設基礎相對薄弱，短期內難以實現主動配電網的建設。另外，過分依賴高速可靠的通信通道，也會使配電網十分脆弱而不夠安全可靠。本地控制技術是根據接入點的電氣量對配電網中的可控元件進行就地控制的技術，因不進行多個對象的協調控制而不依賴通信手段(甚至可以不建設通信通道)，僅在控制點加裝本地控制組件即可。現階段，對配電網中DG實施有效的本地控制是提高配電網運行水平和對DG消納能力的切實可行解決方案。

國外許多學者已經展開了含DG配電網的本地電壓控制研究。

文獻“Inverter-Based Local AC Bus Voltage Control Utilizing Two DOF Control”對基于逆變器并網的DG的本地電壓控制展開研究，建立兩自由度的控制器動態模型，可使DG具有不間斷電源的運行特性。

文獻“Local voltage control of DGS in distribution networks”提出一種電壓自適應控制器以實現含光伏發電配電網的本地電壓控制，并通過電磁仿真驗證所提方法的有效性。

文獻“Local control of heat pump water heaters for voltage control with high penetration of residential DG systems”針對高滲透率分布式光伏接入的配電網，提出了基于熱泵式熱水器的本地電壓控制策略。

文獻“Local Voltage Control Strategies for DG Storage Systems in Distribution Grids”提出基于光伏發電和儲能的本地電壓控制技術，通過控制儲能的充放電和光伏的棄光來實現電壓的控制目標。雖然國內外的學者已經開展本地電壓控制的研究，但研究成果相對較少。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種分布式電源的本地電壓控制方法，在優先保證分布式電源有功功率出力的前提下，充分利用其剩余容量的無功出力能力，實現對接入點電壓的本地自動調節，確保接入點電壓不越限。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案來實現：

一種分布式電源的本地電壓控制方法，根據分布式電源并網點電壓實際測量值與電壓允許上下限的偏差結合配電線路的阻抗參數計算有功和無功調節量，綜合考慮分布電源的有功和無功調節先后順序，當某輪控制過程啟動以后，若監測到的是并網點電壓越上限時，優先計算無功調節量并執行無功功率調節控制，若無功功率已達到當前出力極限時并網點電壓仍越上限，則再計算有功調節量并執行有功功率調節控制；若監測到的是并網點電壓越下限時，則優先計算有功調節量并執行有功功率調節控制，若有功功率已達當前出力上限時并網點電壓仍越下限，則再計算無功調節量并執行無功功率調節控制；若監測到電壓在正常范圍時，則優先計算有功調節量并執行有功功率調節控制，若還可減少無功功率則計算有功調節量并執行無功功率調節控制；如此反復進行，不斷跟蹤分布式電源處理變化和負荷變化，進行電壓調節。

本發明進一步的改進在于，針對具體的分布式電源接入節點m，其電壓偏差越限時的無功功率調節量計算方法如下：