[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

本發明公開了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，包括步驟：通過對短路電流、開路電壓、最大工作點電壓和電流進行數據擬合建立光伏微電網系統結構模型；利用外層為下垂控制、內層電壓電流雙環控制的下垂控制策略建立光伏微電網的無功控制模型；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；基于改進的自適應下垂控制調節電網電壓，通過自適應控制方法調整光伏發電系統的下垂系數，調整輸出功率參與系統長期調壓，減小電壓穩態誤差，從而達到調節電網電壓的目的。本發明能夠滿足大型光伏電站并網分析的需求，為光伏電站接入系統分析、輔助光伏電站接入后電網運行控制決策提供基礎模型。

技術領域

本發明涉及含光伏的電網電壓控制領域，尤其涉及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。

背景技術

每逢節假日，大部分企業都會停工、放假。節假日期間的負荷受企業停工的影響十分明顯。尤其是春節期間電網負荷水平低、潮流輕，易發生全網電壓越上限情況。同時大規模新能源接入電力系統勢必會削弱常規機組的動態無功調節能力，也使電網由原來的單一輻射式演變為多支路分散式，電網的功率分布也隨之發生變化，電網電壓穩定性會受到嚴重影響。

近些年來，光伏規模增長迅速，光伏電站可以利用逆變器群開展無功調節，協助傳統的無功補償裝置進行調壓，且光伏無功調節能力較無功補償裝置強，動態無功響應速度快，調壓效果較為顯著。因此，應充分挖掘光伏電站調壓潛能，制定合理光伏電站逆變器控制策略，研究光伏電站電網電壓調節方法。

綜上所述，應對光伏電站參與電網電壓調節的控制策略進行研究，通過對伏調壓逆變器控制方法探索，充分利用光伏電站電壓調節能力，向電網提供無功支撐，進而帶來巨大的經濟、社會和環境效益。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提出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，能夠滿足大型光伏電站并網分析的需求，為光伏電站接入系統分析、輔助光伏電站接入后電網運行控制決策提供基礎模型。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：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，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。

進一步地，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：