[發明專利]一種基于光伏逆變器和充電樁可調控容量的電能質量調控方法

在審

• 申請號: 202210973159.6
• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115800385A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 楊欣;李志偉;王緒利;張輝;郭汶璋;王明;秦亮;吳曉鳴;李鴻鵬;葛成;崔宏;聶元弘;王江;洪運;代磊;施天成;沈玉明;叢昊;楊詩琦;劉開培
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力有限公司經濟技術研究院;武漢大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/32
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 張祥騫

1.一種基于光伏逆變器和充電樁可調控容量的電能質量調控方法，其特征在于，包括以下步驟：

11)光伏逆變器與充電樁可調控容量的計算：利用逆變器的剩余容量調節電網電能質量指標，計算兩者的可調控容量Q，其中，逆變器包括光伏逆變器以及電動汽車充電樁，可調控容量Q包括光伏逆變器的容量約束Q_pv以及電動汽車充電樁的可調控能力Q_EV(t,x)；

12)待調控電能質量區域的確定：根據電能質量指標的嚴重程度，選擇最嚴重的電能質量指標作為第一次調控的電能質量指標，基于選擇的電能質量指標對需要進行電能質量調控的區域進行區域劃分，按照關聯度順序依次將關聯度高的多個節點劃分為同一區域，從而完成區域劃分，得到多個待調控電能質量的區域；

13)電能質量的調控：對多個待調控電能質量的區域進行電能質量調控；

14)電能質量指標的評估：調控后使用電能質量監測儀評估各項電能質量指標得到評估結果，如果仍有電能質量指標未達到需求，則選定該未達到需求的電能質量指標進行再次調控并重復步驟12)-14)，直至所有的電能質量指標達到需求。

2.根據權利要求1所述的一種基于光伏逆變器和充電樁可調控容量的電能質量調控方法，其特征在于，所述光伏逆變器與充電樁可調控容量的計算包括以下步驟：

21)設光伏陣列輸出功率Ps表示為：

P_S＝ηSI[1-0.005(t₀+25)]， (1)

其中，S為光伏陣列面積，I為光伏陣列上的輻照強度，t₀為環境溫度，η為光伏陣列的光電轉換效率；

將光伏陣列上的影響因素即式(1)中的輻照強度和環境溫度作為預測模型F的輸入量，得到光伏陣列輸出功率預測值P_pv的表達式(2)：

P_pv＝F_預測(I,t₀)； (2)

22)計算光伏逆變器的容量約束Q_pv：利用下式(3)計算光伏逆變器能夠用于電壓控制的最大無功輸出Q_pv.max與其容量約束Q_pv：

其中，Q_pv.max為光伏逆變器最大無功輸出，S_pv為光伏逆變器額定容量，P_pv為光伏陣列輸出功率預測值；Q_pv為光伏逆變器的容量約束；

23)電動汽車充電樁的可調控能力的計算：結合電動汽車充電樁的時空特性計算電動汽車充電樁的可調控能力Q_EV(t,x)；

24)對初始光伏陣列輸出功率預測值P_pv和電動汽車總負荷G(t,x)進行修正，其具體包括以下子步驟：

241)根據上述步驟計算的光伏逆變器的可調控容量Q_pv以及電動汽車充電樁的可調控能力Q_EV(t,x)的預測值，分別計算預測相對誤差δ，計算公式如下式(8)所示：

其中，P_F為光伏逆變器與電動汽車充電樁各自計算得到的剩余容量預測值，P_R為光伏逆變器與電動汽車充電樁各自統計得到的剩余容量實際值；

242)確定狀態概率轉移矩陣，將光伏逆變器與電動汽車充電樁各自的相對誤差δ的上閾值和下閾值作為狀態劃分的范圍，根據相對誤差的狀態計算狀態轉移概率矩陣P^(k)如下式(9)所示：

其中，為樣本狀態從i到j的轉移次數，A_i為狀態出現的總次數；

根據計算得到的相對誤差δ和狀態轉移概率矩陣P^(k)，確定初始狀態向量X(0)，并由狀態轉移公式(10)計算第k步的狀態轉移結果：

X(k)＝X(0)P^(k)， (10)

矩陣X(k)中的元素為相對誤差位于不同狀態的概率，根據所處誤差狀態區間的上閾值和下閾值得到的馬爾科夫預測相對誤差δ'，根據公式(11)分別計算光伏與電動汽車修正后的功率值P_T：

P_T＝P_R(1-δ')，

其中，δ_h、δ_l分別為所處誤差狀態區間的上閾值和下閾值，P_T為修正后的功率值；

243)將修正后的功率值分別帶入光伏逆變器與電動汽車的可調控容量的計算公式(3)和式(7)中并分別代替P_pv和G(t,x)的值進行再次計算，得到最終的可調控容量Q。