[發明專利]基于自適應下垂控制的光伏電站參與電網電壓調節方法

在審

• 申請號: 202011137329.4
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112332421A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 趙靜波;孫蓉;孟俠;李文博
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力試驗研究院有限公司;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/16;H02J3/38
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 吳海燕

1.一種基于自適應下垂控制的光伏電站參與電網電壓調節方法，其特征在于，包括步驟：

(1)構建光伏微電網的系統結構模型；

(2)構建光伏微電網的無功控制模型；

(3)在不同的運行狀態下采集光伏微電網的功率和電壓變化量；

(4)基于改進的自適應下垂控制調節電網電壓。

2.根據權利要求1所述的基于自適應下垂控制的光伏電站參與電網電壓調節方法，其特征在于，所述步驟1中，具體包括步驟：

(1.1)建立光伏電站發光陣列的數學模型；

U_array＝N_s×V

I_array＝N_p×I

P_arrray＝U_array×I_array＝η_cell×N_s×N_p×V×I

其中，N_s為光伏陣列中串聯的電池組件數目，N_p為并聯的電池組件數目，η_cell為功率轉換效率，U_array為陣列輸出電壓，I_array為陣列輸出電流，P_array為陣列輸出功率，I表示光伏電池的輸出電流，V表示光伏電池的輸出電壓；

(1.2)建立光伏電站逆變器的數學模型；

基于電網電流電壓基波分量的光伏并網逆變器的輸出電壓有功、無功方程如下：

其中，u_d、u_q表示三相交流電壓有功、無功分量；i_d、i_q表示三相交流電流有功、無功分量；e_d、e_q表示電網電壓的有功、無功分量；ω表示角頻率，L表示等效濾波電感；

光伏并網逆變器的輸出功率有功、無功方程如下：

其中，P、Q表示逆變器輸出功率的有功、無功分量。

3.根據權利要求1所述的基于自適應下垂控制的光伏電站參與電網電壓調節方法，其特征在于，所述步驟2中，具體包括步驟：

(2.1)基于無功-電壓下垂控制原理，建立無功控制模型；

由無功-電壓下垂控制原理得：

ΔQ＝Δu*d

其中，ΔQ為系統無功變化量，Δu為系統電壓變化量，d為下垂系數；Q_max為無功最大值，Q_ref為無功參考值，u_ref為電壓參考值，u_min為電壓最小值；

(2.2)通過對無功-電壓下垂控制中設置的電壓最小值進行控制，使光伏逆變器的無功輸出對系統輸出變化做出響應；

響應系統無功變化的電壓最小值u_min為：

4.根據權利要求1所述的基于自適應下垂控制的光伏電站參與電網電壓調節方法，其特征在于，所述步驟3中，具體包括步驟：

(3.1)微電網穩定運行時，記錄光伏電站實際輸出的初始功率和并網點初始電壓；

(3.2)在系統穩定后的某個時間點改變系統負荷，模擬負荷變化的場景；

(3.3)待系統再次穩定后，記錄光伏電站此時發出的實際功率和并網點電壓，計算出系統負荷變化時，光伏電站發出的功率變化量和電壓變化量Δu。

5.根據權利要求1所述的基于自適應下垂控制的光伏電站參與電網電壓調節方法，其特征在于，所述步驟4中，具體包括步驟：

(4.1)基于自適應控制確定下垂系數d：

其中，d_max為下垂系數的最大值，d_min為下垂系數的最小值，P_mpp為光伏最大功率，P_pv為光伏實際輸出功率，P_max為功率輸出上限，P_min為功率輸出下限；

(4.2)改進傳統下垂控制模型，將步驟3.3測得的電壓變化量Δu與步驟4.1中經過自適應控制推導得出的下垂系數d相乘得到無功參考值Q′_ref，與傳統下垂控制的無功參考值Q_ref相結合得到無功變化值ΔQ：

ΔQ＝Q₀+Q_ref+Q′_ref

其中，Q₀為實際無功功率。