[發明專利]含分布式光伏的低壓配電臺區無功控制方法

有效

• 申請號: 201811431300.X
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN110011329B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 陳娜;蔡月明;張強;周強;歐傳剛;張藝瓊;韓薈
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統有限公司;南瑞集團有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/50;H02J3/48;H02J3/38
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;張歡歡

1.含分布式光伏的低壓配電臺區無功控制方法，低壓配電臺區內部署有分布式光伏電源、光伏逆變器和電容器，其特征是，所述無功控制方法包括以下過程：

S1，根據臺區電壓、功率因數范圍，劃分無功控制區間；

S2，采集低壓配電臺區內低壓側電壓和功率因數，根據電壓和功率因數所屬范圍，確定當前臺區無功控制區間，根據無功控制區間相應的控制策略調節光伏逆變器和電容器的無功輸出，實現低壓配電臺區無功調節；

劃分無功控制區間為7個區間，分別為：

1區間為電壓上越限區：電壓大于1.1Un；

2區間為電壓上警戒區：電壓大于1.07Un，小于1.1Un；

3區間為功率因數負越限區：電壓大于0.93Un，小于1.07Un；功率因數為負，小于-PF_合格；

4區間為功率因數正越限區：電壓大于0.93Un，小于1.07Un；功率因數為正，小于PF_合格；

5區間為電壓下警戒區：電壓大于0.9Un，小于0.93Un；

6區間為電壓下越限區：電壓小于0.9Un；

7區間為電壓功率因數合格區：電壓大于等于0.93Un，小于等于1.07Un；功率因數大于等于-PF_合格，小于等于PF_合格；

其中，U_n為臺區額定電壓，PF_合格為合格功率因數定值；

1區間電壓上越限區的控制策略：調節方向為從1區-2區；具體調節方案為：退出已投入電容器，調節光伏逆變器輸出功率因數為-0.95吸收無功；

2區間電壓上警戒區的控制策略：調節方向為從2區-7區；

具體調節方案為：

基于當前電壓與此區間電壓下限，計算配電臺區當前電壓到此區間下限電壓的電壓偏差ΔU，根據Q-U下垂特性曲線，計算當前電壓恢復到額定電壓的無功退出容量ΔQ；

減少分布式光伏輸出無功，記當前分布式光伏輸出有功、無功分別為P_pv1、Q_pv1，計算光伏可調節容量為

若光伏可調節容量大于ΔQ，控制光伏輸出無功為Q_pv1-ΔQ，因此下發光伏逆變器功率因數定值為

若光伏可調節容量小于ΔQ，先退出已投入電容器Q_c1，再減少光伏無功容量ΔQ-Q_c1；

3區間功率因數負越限區的控制策略：調節方向為從3區-7區；

具體調節方案為：

基于臺區當前有功功率、無功功率和合格功率因數定值，計算無功過補容量其中P₁、Q₁為臺區總的實時有功功率、無功功率，PF_合格為合格功率因數定值；

減少分布式光伏輸出無功，記當前分布式光伏輸出有功、無功分別為P_pv1、Q_pv1，計算光伏可調節容量為

若光伏可調節容量大于ΔQ，控制光伏輸出無功為Q_pv1-ΔQ，因此下發光伏逆變器功率因數定值為

若光伏可調節容量小于ΔQ，先退出已投入電容器Q_c1，再減少光伏無功容量ΔQ-Q_c1；

4區間功率因數正越限區的控制策略：調節方向為從4區-7區；

具體調節方案為：

基于臺區當前有功功率、無功功率和合格功率因數定值，計算無功缺額其中P₁、Q₁為臺區總的實時有功功率、無功功率，PF_合格為合格功率因數定值；

當臺區電容器、SVG、分布式光伏剩余無功容量滿足無功缺額時，下發各設備無功目標值，并最終實現功率因數恢復至PF_合格，具體過程為：

增加分布式光伏輸出無功，當前分布式光伏輸出有功、無功分別為P_pv1、Q_pv1，計算光伏可調節容量為若光伏可調節容量大于ΔQ，控制光伏輸出無功為Q_pv1+ΔQ，因此下發光伏逆變器功率因數定值為當分布式光伏可調節容量小于ΔQ，投入電容器；

當分布式光伏、電容器剩余無功容量不滿足無功缺額時，進行臺區最大無功輸出控制，投入全部電容器，調節光伏逆變器輸出功率因數為0.95發出無功；

5區間電壓下警戒區的控制策略：調節方向為從5區-7區；

具體調節方案為：

基于臺區當前電壓與額定電壓U_n的偏差ΔU，根據Q-U下垂特性曲線，計算當前電壓恢復到U_n的無功缺額ΔQ；

當臺區電容器、SVG、分布式光伏的剩余無功容量滿足無功缺額時，下發分布式光伏、電容器無功目標值，并最終實現電壓恢復至U_n；

增加分布式光伏輸出無功，當前分布式光伏輸出有功、無功分別為P_pv1、Q_pv1,計算光伏可調節容量為若光伏可調節容量大于ΔQ，控制光伏輸出無功為Q_pv1+ΔQ，因此下發光伏逆變器功率因數定值為當分布式光伏可調節容量小于ΔQ，投入電容器；

當分布式光伏、電容器剩余無功容量不滿足無功缺額時，進行臺區最大無功輸出控制，投入全部電容器，調節光伏逆變器輸出功率因數為0.95發出無功；

當無功容量不滿足無功缺額時，下調電壓至此區間電壓上限，重新計算無功缺額ΔQ，并進行分布式光伏、電容器無功控制；

6電壓下越限區控制：調節方向為從6區-5區；

具體調節方案為：投入全部電容器，設置光伏逆變器輸出功率因數為0.95發出無功；

Q-U下垂特性曲線即臺區無功變化量ΔQ與臺區電壓變化量ΔU之間的關系公式，具體公式表達為ΔQ＝k*ΔU，其中，k是系數；

以最大無功調節容量與電壓調節范圍的比值來估算k值，其計算公式為：

其中，Q_C總為臺區總可提供容性無功容量，包括電容器容量、光伏容性無功容量、SVG的容性無功容量，P_pv1為分布式光伏實時有功功率，為分布式光伏最大感性的無功容量，0.95是光伏并網標準中要求光伏系統應具備的，Q_SVGL為SVG最大感性的無功容量，U_n為臺區額定電壓，1.1U_n-0.9U_n是預設的電壓調節范圍。