[發(fā)明專(zhuān)利]一種含分布式光伏及無(wú)功調(diào)節(jié)設(shè)備的配網(wǎng)無(wú)功控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111515374.3
• 申請(qǐng)日: 2021-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114336658A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王順江;張琪;王榮茂;張默
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司葫蘆島供電公司;國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/18
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/18;H02J3/38;H02J3/50;H02J3/16
• 代理公司: 葫蘆島天開(kāi)專(zhuān)利商標(biāo)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21230
• 代理人: 卜海慧

1.一種含分布式光伏及無(wú)功調(diào)節(jié)設(shè)備的配網(wǎng)無(wú)功控制方法，其特征是：

首先，該低壓配電網(wǎng)臺(tái)區(qū)內(nèi)包含分布式光伏電源、光伏逆變器、無(wú)功調(diào)節(jié)裝置、電容器和低壓配網(wǎng)變壓器，且該臺(tái)區(qū)接入配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，通訊正常、數(shù)據(jù)采集正常，利用配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)采集低壓配電網(wǎng)的電壓和功率；

其次，通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置對(duì)該配電臺(tái)區(qū)內(nèi)電壓、無(wú)功功率和頻率參數(shù)的采集進(jìn)行控制區(qū)間的判別，依據(jù)采集數(shù)據(jù)，將配電網(wǎng)電壓及頻率進(jìn)行控制區(qū)域的劃分；

最后，根據(jù)不同判別區(qū)間的無(wú)功控制策略進(jìn)行無(wú)功控制以達(dá)到正常的無(wú)功控制區(qū)間，當(dāng)運(yùn)行電壓或系統(tǒng)頻率超過(guò)正常運(yùn)行區(qū)域時(shí)，則進(jìn)行調(diào)節(jié)使電網(wǎng)系統(tǒng)重新運(yùn)行于正常工作區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含分布式光伏及無(wú)功調(diào)節(jié)設(shè)備的配網(wǎng)無(wú)功控制方法，其特征是：

在確認(rèn)該低壓配電網(wǎng)臺(tái)區(qū)電壓采集設(shè)備與無(wú)功控制系統(tǒng)皆通訊正常后，將無(wú)功控制區(qū)間進(jìn)行劃分，區(qū)間劃分如下：

區(qū)域1：為電壓越上限，無(wú)功合格或越上限區(qū)；

區(qū)域2：為電壓合格、無(wú)功越上限區(qū)；

區(qū)域3：為電壓越下限、無(wú)功合格或越上限區(qū)；

區(qū)域4：為電壓越下限，無(wú)功越下限區(qū)；

區(qū)域5：為電壓合格、無(wú)功越下限區(qū)；

區(qū)域6：為電壓越上限、無(wú)功合格或越下限區(qū)；

區(qū)域7：為電壓合格、無(wú)功合格區(qū)；

其中，包括以下無(wú)功控制步驟：

步驟1：電壓無(wú)功控制系統(tǒng)自動(dòng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，判定數(shù)據(jù)是否在區(qū)域7內(nèi)，即正常工作區(qū)域內(nèi)；若處于區(qū)域1內(nèi)，則1區(qū)間電壓越上限，無(wú)功合格或無(wú)功越上限區(qū)的控制策略是，區(qū)域1→區(qū)域7，具體調(diào)節(jié)方案：調(diào)節(jié)光伏逆變器吸收無(wú)功，退出已投電容器；

步驟1.1：基于當(dāng)前電壓與無(wú)功越限區(qū)間，需計(jì)算當(dāng)前低壓配電網(wǎng)越限區(qū)間到正常工作區(qū)間的電壓偏差ΔU，并計(jì)算當(dāng)前電壓恢復(fù)到額定電壓的無(wú)功退出容量ΔQ；

步驟1.2：優(yōu)先減少光伏逆變器繼續(xù)吸收無(wú)功功率，則光伏逆變器無(wú)功可調(diào)節(jié)容量為ΔQ_n；

其中：P_V分布式光伏輸出的有功功率；S_N為分布式光伏中逆變器的額定容量；記當(dāng)前光伏逆變器輸出無(wú)功為ΔQ_n1，則光伏逆變器的當(dāng)前可調(diào)節(jié)容量為ΔQ_n-ΔQ_n1；

步驟1.3：若光伏逆變器無(wú)功可調(diào)節(jié)容量ΔQ_n-ΔQ_n1大于當(dāng)前電壓恢復(fù)到額定電壓的無(wú)功退出容量ΔQ₁，則優(yōu)先調(diào)節(jié)光伏逆變器無(wú)功輸出，將其無(wú)功出力控制在ΔQ_n1-ΔQ₁；

步驟1.4：若光伏逆變器無(wú)功可調(diào)節(jié)容量ΔQ_n-ΔQ_n1小于當(dāng)前電壓恢復(fù)到額定電壓的無(wú)功退出容量ΔQ₁，則優(yōu)先退出已投入電容器ΔQ_c1，再將光伏逆變器無(wú)功輸出控制在ΔQ_n1-ΔQ₁+ΔQ_c1；

步驟2：電壓無(wú)功控制系統(tǒng)自動(dòng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，判定數(shù)據(jù)是否在區(qū)域7內(nèi)，即正常工作區(qū)域內(nèi)；若處于區(qū)域2內(nèi)，2區(qū)間為為電壓合格、無(wú)功越上限區(qū)，其控制策略是，區(qū)域2→區(qū)域7，具體調(diào)節(jié)方案：調(diào)節(jié)光伏逆變器吸收無(wú)功，退出已投電容器；

步驟2.1：基于當(dāng)前無(wú)功越限區(qū)間，因當(dāng)前低壓配電網(wǎng)越限區(qū)間到正常工作區(qū)間的電壓偏差在合格區(qū)間內(nèi)，只需消除當(dāng)前無(wú)功功率越限問(wèn)題，計(jì)算當(dāng)前越限無(wú)功退出容量ΔQ₂；

步驟2.2：優(yōu)先減少光伏逆變器繼續(xù)輸出無(wú)功功率，光伏逆變器無(wú)功可調(diào)節(jié)容量為ΔQ_n-ΔQ_n2；

步驟2.3：若光伏逆變器無(wú)功可調(diào)節(jié)容量ΔQ_n-ΔQ_n2大于當(dāng)前電壓恢復(fù)到合格無(wú)功控制區(qū)間的無(wú)功退出容量ΔQ₂，則優(yōu)先調(diào)節(jié)光伏逆變器無(wú)功輸出，將其無(wú)功出力控制在ΔQ_n2-ΔQ₂；

步驟2.4：若光伏逆變器無(wú)功可調(diào)節(jié)容量ΔQ_n-ΔQ_n2小于當(dāng)前電壓恢復(fù)到合格無(wú)功區(qū)間的無(wú)功退出容量ΔQ₂，則優(yōu)先退出已投入電容器ΔQ_c2，再減少光伏逆變器無(wú)功輸出控制ΔQ_n2-ΔQ₂+ΔQ_c2；

步驟3：電壓無(wú)功控制系統(tǒng)自動(dòng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，判定數(shù)據(jù)是否在區(qū)域7內(nèi)，即正常工作區(qū)域內(nèi)；若處于區(qū)域3內(nèi)，電壓處于越下限區(qū)、無(wú)功合格或無(wú)功越上限區(qū)，該越限區(qū)的控制策略是，區(qū)域3→區(qū)域2→區(qū)域7；

步驟3.1：基于當(dāng)前處于電壓與無(wú)功越限區(qū)間，無(wú)法直接進(jìn)行電容、逆變器等設(shè)備的無(wú)功調(diào)節(jié)，需首先處理電壓越下限問(wèn)題，計(jì)算當(dāng)前電壓ΔU₃調(diào)節(jié)至電壓正常狀態(tài)，無(wú)功越上限狀態(tài)，然后進(jìn)行無(wú)功越上限狀態(tài)調(diào)節(jié)；

步驟3.2：優(yōu)先低壓臺(tái)區(qū)內(nèi)配電變壓器檔位，將越限區(qū)域由區(qū)域3調(diào)節(jié)至區(qū)域2，并計(jì)算恢復(fù)無(wú)功越限狀態(tài)的無(wú)功退出容量ΔQ₃，保證在調(diào)節(jié)無(wú)功越限狀態(tài)時(shí)，電壓始終控制在合格區(qū)間內(nèi)；

步驟3.3：當(dāng)前越限區(qū)間處于為電壓合格、無(wú)功越上限區(qū)間內(nèi)時(shí)，則轉(zhuǎn)入步驟2；

步驟4：電壓無(wú)功控制系統(tǒng)自動(dòng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，判定數(shù)據(jù)是否在區(qū)域7內(nèi)，即正常工作區(qū)域內(nèi)；若處于區(qū)域4內(nèi)，為電壓越下限，無(wú)功合格或無(wú)功越下限區(qū)的控制策略是，區(qū)域4→區(qū)域7，具體調(diào)節(jié)方案為：調(diào)節(jié)光伏逆變器發(fā)出無(wú)功，投入電容器；

步驟4.1：基于當(dāng)前電壓與無(wú)功越限區(qū)，需計(jì)算當(dāng)前低壓配電網(wǎng)越限區(qū)間到正常工作區(qū)間的電壓偏差ΔU₄，并計(jì)算當(dāng)前電壓恢復(fù)到額定電壓的無(wú)功退出容量ΔQ₄；

步驟4.2：優(yōu)先增加光伏逆變器繼續(xù)輸出無(wú)功功率，則光伏逆變器無(wú)功可調(diào)節(jié)容量為ΔQ_n-ΔQ_n4；

步驟4.3：若光伏逆變器無(wú)功可調(diào)節(jié)容量ΔQ_n-ΔQ_n4大于當(dāng)恢復(fù)正常狀態(tài)且電壓合格的無(wú)功投入容量ΔQ₄，則優(yōu)先調(diào)節(jié)光伏逆變器無(wú)功輸出，增加其無(wú)功出力控制在ΔQ_n1+ΔQ₄；

步驟4.4：若光伏逆變器無(wú)功可調(diào)節(jié)容量ΔQ_n4小于于當(dāng)前電壓恢復(fù)到額定電壓的無(wú)功投入容量ΔQ₄，則優(yōu)先投入電容器ΔQ_c4，再將光伏逆變器無(wú)功輸出控制ΔQ_n4+ΔQ₄-ΔQ_c4；

步驟5：電壓無(wú)功控制系統(tǒng)自動(dòng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，判定數(shù)據(jù)是否在區(qū)域7內(nèi)，即正常工作區(qū)域內(nèi)；若處于區(qū)域5內(nèi)，電壓處于合格區(qū)，無(wú)功處于越下限區(qū)的控制策略是，區(qū)域5→區(qū)域7，具體調(diào)節(jié)方案為：調(diào)節(jié)光伏逆變器發(fā)出無(wú)功，投入電容器；

步驟5.1：基于當(dāng)前電壓合格，無(wú)功處于越下限區(qū)間只需消除當(dāng)前無(wú)功功率越限問(wèn)題，計(jì)算當(dāng)前越限無(wú)功退出容量ΔQ₅；

步驟5.2：優(yōu)先增加光伏逆變器繼續(xù)輸出無(wú)功功率，則光伏逆變器無(wú)功可調(diào)節(jié)容量為ΔQ_n-ΔQ_n5；

步驟5.3：若光伏逆變器無(wú)功可調(diào)節(jié)容量ΔQ_n-ΔQ_n5大于當(dāng)前電壓恢復(fù)到合格無(wú)功功率的無(wú)功投入容量ΔQ₅，則優(yōu)先調(diào)節(jié)光伏逆變器無(wú)功輸出，將其無(wú)功出力控制在ΔQ_n5+ΔQ₅；

步驟5.4：若光伏逆變器無(wú)功可調(diào)節(jié)容量ΔQ_n-ΔQ_n5小于當(dāng)前電壓恢復(fù)到合格無(wú)功區(qū)間的無(wú)功退出容量ΔQ₅，則優(yōu)先投入未投入的電容器ΔQ_c5，再增加光伏逆變器無(wú)功輸出控制為ΔQ_n5+ΔQ₅-ΔQ_c5；

步驟6：電壓無(wú)功控制系統(tǒng)自動(dòng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，判定數(shù)據(jù)是否在區(qū)域7內(nèi)，即正常工作區(qū)域內(nèi)；若處于區(qū)域6內(nèi)，電壓處于越上限區(qū)，無(wú)功處于無(wú)功合格或越下限區(qū)的控制策略是，區(qū)域6→區(qū)域5→區(qū)域7；

步驟6.1：基于當(dāng)前處于電壓和無(wú)功越限區(qū)間，無(wú)法直接進(jìn)行電容、逆變器等設(shè)備的無(wú)功調(diào)節(jié)，需首先處理電壓越下限問(wèn)題，計(jì)算當(dāng)前電壓ΔU₆調(diào)節(jié)至電壓正常狀態(tài)，無(wú)功越上限狀態(tài)，然后進(jìn)行無(wú)功越上限狀態(tài)調(diào)節(jié)；

步驟6.2：優(yōu)先低壓臺(tái)區(qū)內(nèi)配電變壓器檔位，將越限區(qū)域由區(qū)域6調(diào)節(jié)至區(qū)域5，并計(jì)算恢復(fù)無(wú)功越限狀態(tài)的無(wú)功退出容量ΔQ₆，保證在調(diào)節(jié)無(wú)功越限狀態(tài)時(shí)，電壓始終控制在合格區(qū)間內(nèi)；

步驟6.3：當(dāng)前越限區(qū)間處于為電壓合格、無(wú)功越下限區(qū)間內(nèi)時(shí)，則轉(zhuǎn)入步驟5。