CN106374525B - 一种分布式电源电压调节能力估算系统及其估算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分布式电源电压调节能力估算系统及其估算方法，其技术特点在于：包括上位机、电流采集器、电压采集器、电流互感器和电压互感器；所述上位机通过USB数据线分别与电流采集器和电压采集器相连接；所述电流采集器通过电流钳与电流互感器二次侧相连接，用于采集并网母线进线电源开关电流数据；所述电压采集器通过电缆与电压互感器二次侧相连接，用于采集并网母线电压数据。本发明通过估算分布式电源并网后对并网点电压的影响，避免无大规模的分析计算，提高了设计审核的工作效率。

Description

一种分布式电源电压调节能力估算系统及其估算方法

技术领域

本发明属于分布式电源并网技术领域，涉及电网调压技术，尤其是一种分布式电源电压调节能力估算系统及其估算方法。

背景技术

由于新能源发电站并网后会影响电网发出无功功率或者从电网吸收无功功率。无功功率过多会导致并网点电压升高，无功功率不足会导致并网点电压下降。因此在新能源并网前，电网技术人员都要通过计算确定并网点电压的变化范围，进而调节电网的运行状态。

然而，现有的确定分布式电源接入后并网点电压变化范围的方法通常需要进行潮流计算，需要电网的详细参数，工作量很大，操作起来很不经济。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、省时省力且工作效率高的分布式电源电压调节能力估算系统及其估算方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种分布式电源电压调节能力估算系统，包括上位机、电流采集器、电压采集器、电流互感器和电压互感器；所述上位机通过USB数据线分别与电流采集器和电压采集器相连接；所述电流采集器通过电流钳与电流互感器二次侧相连接，用于采集并网母线进线电源开关电流数据；所述电压采集器通过电缆与电压互感器二次侧相连接，用于采集并网母线电压数据。

一种分布式电源电压调节能力估算方法，包括以下步骤：

步骤1、将电流采集器的电流钳与并网母线电流互感器二次侧相连接，采集并网母线进线电源开关电流数据；将电压采集器与并网母线电压互感器二次侧相连接，采集并网母线电压数据；

步骤2、根据公式Q_t＝U_t*I_tcos(φ_it-φ_ut)，计算t时刻的并网母线电源进线无功功率；

上式中，Q_t为t时刻并网母线电源进线无功功率；I_t为电流采集器采集的并网母线进线电源开关电流值，I_t∠φ_it；φ_it为电流相位角；U_t为电压采集器采集的并网母线电压值，U_t∠φ_ut；φ_ut为电压相位角；

步骤3、根据公式Q_t+1＝U_t+1*I_t+1cos(φ_it+1-φ_ut+1)，计算t+1时刻的并网母线电源进线无功功率；

上式中，Q_t+1为t+1时刻的并网母线电源进线无功功率；U_t+1为t+1时刻的并网母线电压值；I_t+1为t+1时刻的并网母线进线电源开关电流值；

步骤4、计算并网点的综合阻抗，进而求解母线电压对无功功率的敏感系数；

步骤5、根据公式ΔU＝ΔQ*K，计算分布式电源接入后并网点电压变化值，并根据该并网点电压变化值调整电网运行状态。

上式中，ΔU为分布式电源接入后并网点电压变化值；ΔQ为无功功率补充值；K为母线电压对无功功率的敏感系数。

而且，所述步骤4的具体步骤包括：

(1)根据公式X_t+1＝((ΣQ_t+1-ΣQ_t)/(U_t+1-U_t)+X_t)/2，计算并网点的综合阻抗；

上式中，X_t+1为t+1时刻并网点的综合阻抗；X_t为t时刻并网点的综合阻抗；

(2)根据公式K＝X_t，计算灵敏系数K。

本发明的优点和积极效果是：

本发明首先通过测量并网母线的电压和进线电源开关电流数据，计算并网母线电源进线的无功功率；然后计算并网点的综合阻抗，进而求解电压对无功功率的敏感系数K(kV/Mvar)；最后计算分布式电源接入后并网点电压变化值，估算分布式电源并网后对并网点电压的影响，避免无大规模的分析计算，提高了设计审核的工作效率。

附图说明

图1是本发明的分布式电源电压调节能力估算系统结构图；

图2是本发明的分布式电源电压调节能力估算方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：

一种分布式电源电压调节能力估算系统，如图1所示，包括上位机、电流采集器、电压采集器、电流互感器和电压互感器；所述上位机通过USB数据线分别与电流采集器和电压采集器相连接；所述电流采集器通过电流钳与电流互感器二次侧相连接，用于采集并网母线进线电源开关电流数据；所述电压采集器通过电缆与电压互感器二次侧相连接，用于采集并网母线电压数据。

一种分布式电源电压调节能力估算方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤1、将电流采集器的电流钳与并网母线电流互感器二次侧相连接，采集并网母线进线电源开关电流数据；将电压采集器与并网母线电压互感器二次侧相连接，采集并网母线电压数据；

步骤2、根据公式Q_t＝U_t*I_tcos(φ_it-φ_ut)，计算t时刻(某一时刻)的并网母线电源进线无功功率；

上式中，Q_t为t时刻并网母线电源进线无功功率；I_t为电流采集器采集的并网母线进线电源开关电流值，I_t∠φ_it；φ_it为电流相位角；U_t为电压采集器采集的并网母线电压值，U_t∠φ_ut；φ_ut为电压相位角；

步骤3、根据公式Q_t+1＝U_t+1*I_t+1cos(φ_it+1-φ_ut+1)，计算t+1时刻的并网母线电源进线无功功率；

上式中，Q_t+1为t+1时刻的并网母线电源进线无功功率；U_t+1为t+1时刻的并网母线电压值；I_t+1为t+1时刻的并网母线进线电源开关电流值；

在本实施例中，t+1时刻为t时刻的1分钟后，记录U_t+1和I_t+1，并计算Q_t+1；

步骤4、计算并网点的综合阻抗，进而求解母线电压对无功功率的敏感系数；

所述步骤4的具体步骤包括：

(1)根据公式X_t+1＝((ΣQ_t+1-ΣQ_t)/(U_t+1-U_t)+X_t)/2，计算并网点的综合阻抗；

上式中，X_t+1为t+1时刻并网点的综合阻抗；X_t为t时刻并网点的综合阻抗；

(2)根据公式K＝X_t，计算灵敏系数K。

步骤5、根据公式ΔU＝ΔQ*K，计算分布式电源接入后并网点电压变化值，并根据该并网点电压变化值调整电网运行状态。

上式中，ΔU为分布式电源接入后并网点电压变化值；ΔQ为无功功率补充值；K为母线电压对无功功率的敏感系数。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种分布式电源电压调节能力估算系统，其特征在于：包括上位机、电流采集器、电压采集器、电流互感器和电压互感器；所述上位机通过USB数据线分别与电流采集器和电压采集器相连接；所述电流采集器通过电流钳与电流互感器二次侧相连接，用于采集并网母线进线电源开关电流数据；所述电压采集器通过电缆与电压互感器二次侧相连接，用于采集并网母线电压数据；

一种分布式电源电压调节能力估算系统的估算方法，包括以下步骤：

步骤1、将电流采集器的电流钳与并网母线电流互感器二次侧相连接，采集并网母线进线电源开关电流数据；将电压采集器与并网母线电压互感器二次侧相连接，采集并网母线电压数据；

步骤2、根据公式Q_t＝U_t*I_tcos(φ_it-φ_ut)，计算t时刻的并网母线电源进线无功功率；

上式中，Q_t为t时刻并网母线电源进线无功功率；I_t为电流采集器采集的并网母线进线电源开关电流值，I_t∠φ_it；φ_it为电流相位角；U_t为电压采集器采集的并网母线电压值，U_t∠φ_ut；φ_ut为电压相位角；

步骤3、根据公式Q_t+1＝U_t+1*I_t+1cos(φ_it+1-φ_ut+1)，计算t+1时刻的并网母线电源进线无功功率；

上式中，Q_t+1为t+1时刻的并网母线电源进线无功功率；U_t+1为t+1时刻的并网母线电压值；I_t+1为t+1时刻的并网母线进线电源开关电流值；

步骤4、计算并网点的综合阻抗，进而求解母线电压对无功功率的灵敏系数K；

步骤5、根据公式ΔU＝ΔQ*K，计算分布式电源接入后并网点电压变化值，并根据该并网点电压变化值调整电网运行状态；

上式中，ΔU为分布式电源接入后并网点电压变化值；ΔQ为无功功率补充值；K为母线电压对无功功率的敏感系数。

2.根据权利要求1所述的一种分布式电源电压调节能力估算系统的估算方法，其特征在于：所述步骤4的具体步骤包括：

(1)根据公式X_t+1＝((ΣQ_t+1-ΣQ_t)/(U_t+1-U_t)+X_t)/2，计算并网点的综合阻抗；

上式中，X_t+1为t+1时刻并网点的综合阻抗；X_t为t时刻并网点的综合阻抗；

(2)根据公式K＝X_t，计算灵敏系数K。