[發明專利]一種參與配電網電壓調節的分布式光伏新型控制方法

在審

• 申請號: 201711282095.0
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN107819331A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 孫偉;傅強;顧軍;趙仰東;原春亮;黃擎;邵國林;劉彪;楊春梅;張勇;韓先鶴;楊青書;葛成余;李哲;趙景濤
• 申請（專利權）人: 國網新疆電力有限公司烏魯木齊供電公司;國電南瑞科技股份有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/38
• 代理公司: 烏魯木齊市禾工專利代理事務所65108
• 代理人: 何冰

技術領域

本發明涉及一種參與配電網電壓調節的分布式光伏新型控制方法，屬于電力系統運行與控制技術領域。

背景技術

分布式光伏作為一種清潔能源，規模化接入配電網有利于解決環境污染和能源短缺等問題。然而，分布式光伏接入中低壓配電網將會對電壓分布產生嚴重影響，甚至導致部分節點電壓越限，這將限制分布式光伏在中低壓配電網中的大規模接入。

針對分布式光伏接入配電網引起電壓越限的問題，傳統的方法有通過調節變壓器分接頭實現對含有分布式光伏的配電網進行調壓，但是只有在系統無功功率充足的情況下，才能采用改變變壓器變比調壓的方法。或是采用諸如并聯電容器、靜止無功補償器以及靜止無功發生器等補償裝置改善分布式光伏接入后配電網的電壓分布，然而配置這些設備將增加操作的復雜程度，且提高供電成本。

充分利用分布式光伏并網逆變器與靜止無功補償器結構上的相似性，擴展并網逆變器的功能，使其在一定程度上參與電壓調節，具有一定的應用前景。分布式光伏并網逆變器同時實現發電并網與電壓調節功能，其控制系統應具備良好的性能，采用基于模型預測控制思想的電流控制方法代替傳統的電流方法，能夠避免繁瑣的控制參數整定，且具有更好的動靜態性能。

發明內容

本申請的目的在于提出一種充分挖掘了分布式光伏的附加功能，有效解決分布式光伏接入導致配電網電壓越限的問題，避免繁瑣的控制參數整定，改善控制系統的動靜態性能的一種參與配電網電壓調節的分布式光伏新型控制方法。

本申請的技術方案是這樣實現的：一種參與配電網電壓調節的分布式光伏新型控制方法，依次按以下步驟實現的：

步驟1：檢測分布式光伏并網點電壓實際值U_pv，整定分布式光伏并網點電壓參考值U_{pv_ref}；

步驟2：比較步驟1所得分布式光伏并網點電壓實際值U_pv和分布式光伏并網點電壓參考值U_{pv_ref}的數值大小，計算分布式光伏有功出力和無功出力的參考值；

步驟3：結合步驟2中得到的分布式光伏有功出力和無功出力的參考值，計算分布式光伏輸出電流參考值；

步驟4：建立分布式光伏并網發電系統離散化數學模型，利用分布式光伏并網發電系統離散化數學模型可以對下一采樣時刻分布式光伏的輸出電流值進行預測；

步驟5：為實現分布式光伏輸出電流對參考電流指令的準確跟蹤，構造價值函數；

步驟6：利用價值函數對各種可能的預測結果進行評估，選出使價值函數最小的開關狀態，并在下一采樣時刻應用，如此繼續，進行滾動優化。

步驟1中根據下式整定分布式光伏并網點電壓參考值：

其中，U_pv為分布式光伏并網點電壓實際值，U_{pv_ref}為分布式光伏并網點電壓參考值，U_min和U_max分別為滿足GB/T 12325-2008標準規定的分布式光伏并網點電壓最小值與最大值。

步驟2中根據下式計算分布式光伏有功、無功出力的參考值：

其中，P_pv和Q_pv分別分布式光伏在為傳統恒功率控制下的有功出力和無功出力，P_{pv_ref}和Q_{pv_ref}分別為參與配電網電壓調節的分布式光伏有功出力和無功出力的參考值。

步驟3中根據下式計算布式光伏輸出電流參考值：

其中，U_d為并網點電壓的d軸分量，i_{d_ref}和i_{q_ref}分別為分布式光伏輸出電流參考值的d軸分量和q軸分布量。

步驟4中利用下式所示的分布式光伏并網發電系統離散化數學模型可以對下一采樣時刻分布式光伏的輸出電流值進行預測：

其中，R_i和L_i分別為并網逆變器輸出側等效電阻和等效電感，u_i和u_s分別為并網逆變器輸出電壓和電網電壓，i_i為逆變器輸出電流，T_s為采樣步長。

步驟5中根據下式構造價值函數：J＝|i_ref(k+1)-i_i(k+1)|。