CN106655157B - 一种用于光伏电站的功率调控方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于光伏电站的功率调控方法与系统，属于光伏发电领域。该功率调控方法为：比较目标功率和实际功率差值的绝对值与设定值的关系；当其大于设定值时，以全部分布式功率节点为对象，计算出每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据对应发送至每个分布式功率节点；当其小于或等于设定值时，以部分分布式功率节点为对象，计算出所述部分分布式功率节点中每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据对应发送至所述部分分布式功率节点中的每个分布式功率节点。本发明的功率调控方法与系统，兼顾了光伏电站对功率调控响应速度和精度的需求，减少了对公共电网的波动冲击，具有较高的工程实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于光伏电站的功率调控方法与系统，属于光伏发电领域。
背景技术
近年来，能源供给趋紧和环境破坏成为全球性的重大问题，世界各国正在积极采取措施解决与之相关的问题。绿色环保能源得到广泛应用，光伏发电以其独特优势得到青睐。近年来，光伏发电产业持续健康快速发展。2015年我国光伏发电装机容量约15GWp，截止2015年底，光伏发电累计装机容量约43GWp，预计2020年底将突破100GWp，光伏电能接入公共电网的容量持续增大；同时光伏电能具有随机性，光伏逆变器布局分散，尤其是组串逆变器数量较多，如果采用传统的功率调控技术必给公共电网带来较大的波动且调控响应速度较慢，一定程度上不能满足电力调度部门的要求。
目前，以光伏电站中全部分布式功率节点为调控对象的功率调控方法具有调控速度快的优点，但由于每个分布式功率节点存在的调控误差和死区问题，以全部分布式功率节点为调控对象的功率调控方法存在功率调节振幅较大，即调控精度较差的缺点；以光伏电站中部分布式功率节点为调控对象的功率调控方法具有调控精度较高的优点，但其调控速度较慢。调控响应速度和精度不满足要求时，电能波动较大，严重影响了电网质量，光伏电站因功率调控不满足要求被电力调度部门扣分罚款的情况时有发生，所以，设计一种快速稳定且精度较高的功率调控方法对优化功率调控和提高光伏电能质量具有较高的工程应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于光伏电站的功率调控方法与系统，用于解决光伏电站中调控响应速度和精度不能同时兼顾的问题，保证电能质量。
为了实现上述目的，本发明的一种用于光伏电站的功率调控方法，步骤如下：
比较目标功率和实际功率差值的绝对值与设定值的关系；当目标功率和实际功率差值的绝对值大于设定值时，以全部分布式功率节点为对象，计算出每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据对应发送至每个分布式功率节点；当目标功率和实际功率差值的绝对值小于或等于设定值时，以部分分布式功率节点为对象，计算出所述部分分布式功率节点中每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据对应发送至所述部分分布式功率节点中的每个分布式功率节点。
进一步的，当目标功率和实际功率差值的绝对值小于或等于设定值时，按照分布式功率节点的当前输出功率值从小到大选取一个或若干分布式功率节点作为对象进行调控。
进一步的，设定值为0.1倍的实际功率。
进一步的，根据分布式功率节点的当前输出功率，计算分布式功率节点的功率调控数据。
更进一步的，当实际功率小于目标功率时，分布式功率节点的当前输出功率越大，调控时对应增加的功率调控数据越小；当实际功率大于目标功率时，分布式功率节点的当前输出功率越大，调控时对应减少的功率调控数据越大。
本发明的一种用于光伏电站的功率调控系统，包括：比较单元：用于比较目标功率和实际功率差值的绝对值与设定值的关系；发送单元：用于当目标功率和实际功率差值的绝对值大于设定值时，以全部分布式功率节点为对象，计算出每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据对应发送至每个分布式功率节点；当目标功率和实际功率差值的绝对值小于或等于设定值时，以部分分布式功率节点为对象，计算出所述部分分布式功率节点中每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据对应发送至所述部分分布式功率节点中的每个分布式功率节点。
进一步的，发送单元中，当目标功率和实际功率差值的绝对值小于或等于设定值时，按照分布式功率节点的当前输出功率值从小到大选取一个或若干分布式功率节点作为对象进行调控。
进一步的，设定值为0.1倍的实际功率。
进一步的，发送单元中，根据分布式功率节点的当前输出功率，计算分布式功率节点的功率调控数据。
更进一步的，发送单元中，当实际功率小于目标功率时，分布式功率节点的当前输出功率越大，调控时对应增加的功率调控数据越小；当实际功率大于目标功率时，分布式功率节点的当前输出功率越大，调控时对应减少的功率调控数据越大。
本发明的有益效果是：采用本发明的方案，根据目标功率和实际功率差值的绝对值与设定值的关系，当实际功率与目标功率偏差较大时，将功率调控数据发送给全部分布式功率节点，通过全部分布式功率节点的调控，实际功率可以快速得到调节；当实际功率与目标偏差较小时，仅将功率调控数据发送给部分分布式功率节点，由于需要调控的数据相对较小，纵使仅对部分分布式功率节点进行调控，调控速度也不会太慢。由此可见，本发明的技术方案不但具有以光伏电站中全部分布式功率节点为调控对象的功率调控方法的快速调控优点和以光伏电站中部分分布式功率节点为调控对象的功率调控方法的精确调控优点，还尽可能地避免了分布式功率节点的误差和死区带来的不利影响，整体上兼顾了光伏电站对功率调控响应速度和精度的要求，减少了对公共电网的波动冲击，具有较高的工程实用价值。
附图说明
图1是一种用于光伏电站的功率调控方法实施例的调控示意图；
图2是一种用于光伏电站的功率调控方法实施例的调控流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作进一步说明。
一种用于光伏电站的功率调控方法实施例
光伏电站中，监控系统通过通讯设备监视和控制分布式功率节点，其中通讯设备包括通讯主机和规约转换装置。每台规约转换装置分别对应一个分布式功率节点或者一组分布式功率节点。所述分布式功率节点为逆变器或者无功补偿器SVG。如图1所示为每台规约转换装置分别对应一个分布式功率节点的情形，其中规约转换装置1对应分布式功率节点1，监控系统下发给分布式功率节点1的控制消息通过通讯主机和规约转换装置1发送至分布式功率节点1；规约转换装置2对应分布式功率节点2，监控系统下发给分布式功率节点2的控制消息通过通讯主机和规约转换装置2发送至分布式功率节点2；以此类推。
对于某一台规约转换装置对应一组分布式功率节点的情况，可以通过UDP协议将相同需求的规约转换设备和分布式功率节点进行归组，通过地址和UDP端口识别不同的分组，可以在该组中传送统一调控信息。如某一台规约转换装置对应3个分布式功率节点，则监控系统通过通讯主机和该规约转换装置可以下发给其中的1个分布式功率节点或者同时下发给其中的2个或者3个分布式功率节点控制信息。
如图2所示，功率调控方法包括下面的步骤：一个调控周期内：
获取光伏电站相关实际数据，比较目标功率W1和实际功率W2差值的绝对值与0.1倍实际功率的关系，判断是否需要调控及采取何种调控方式。
当|W1-W2|＞0.1W1时，以全部分布式功率节点为对象，计算出每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据通过规约转换装置对应发送至每个分布式功率节点，分布式功率节点根据功率调控数据进行相关调控。本实施例中，分布式功率节点的总个数为N，那么在|W1-W2|＞0.1W1的情况下，这N个分布式功率节点都将接收到各自对应的功率调控数据。可以根据每个分布式功率节点当前实际输出功率，计算每个分布式功率节点对应的功率调控数据，具体可以按照如下方法：当实际功率W2小于目标功率W1时，分布式功率节点的当前输出功率越大，调控时对应增加的功率调控数据越小(如这N个分布式功率节点的当前实际输出功率按照从大到小的顺序排列为：分布式功率节点1、分布式功率节点2、…分布式功率节点N-1、分布式功率节点N，那么调控时这N个分布式功率节点对应增加的功率调控数据按照从小到大的顺序排列为分布式功率节点1、分布式功率节点2、…分布式功率节点N-1、分布式功率节点N)；当实际功率W2大于目标功率W1时，分布式功率节点的当前输出功率越大，调控时对应减少的功率调控数据越大(如这N个分布式功率节点的当前实际输出功率按照从大到小的顺序排列为：分布式功率节点1、分布式功率节点2、…分布式功率节点N-1、分布式功率节点N，那么调控时这N个分布式功率节点对应减少的功率调控数据按照从大到小的顺序排列为分布式功率节点1、分布式功率节点2、…分布式功率节点N-1、分布式功率节点N)。下发给每个分布式功率节点的功率调控数据值不大于每个分布式功率节点各自的功率最大值，不小于每个分布式功率节点各自的功率死区值。
当|W1-W2|≤0.1W1时，以部分分布式功率节点为对象，计算出所述部分分布式功率节点中每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据通过规约转换装置对应发送至所述部分分布式功率节点中每个分布式功率节点。部分分布式功率节点的选取可采用如下方式进行：按照分布式功率节点的当前输出功率值从小到大选取一个或若干分布式功率节点作为对象进行调控(按这种方式选取的目的在于选取其中的当前实际输出功率值小的分布式功率节点)。下发给所述部分分布式功率节点中每个分布式功率节点的功率调控数据值不大于每个分布式功率节点各自的功率最大值，不小于每个分布式功率节点各自的功率死区值。
本实施例中，分布式功率节点的总个数为N，在|W1-W2|≤0.1W1的情况下，仅选取其中的部分分布式功率节点为控制对象，如只选取这N个分布式功率节点其中的2个分布式功率节点为控制对象进行计算，得出这2个分布式功率节点分别对应的功率调控数据。在计算这2个分布式功率节点对应的功率调控数据时，可以根据这2个分布式功率节点当前的实际输出功率大小进行功率调控数据计算，具体可以按照如下方法：当实际功率W2小于目标功率W1时，分布式功率节点的当前输出功率越大，调控时对应增加的功率调控数据越小(比如分布式功率节点1的当前输出功率大于分布式功率节点2的当前输出功率，那么调控时分布式功率节点1对应增加的功率调控数据小于分布式功率节点2对应增加的功率调控数据)；当实际功率W2大于目标功率W1时，分布式功率节点的当前输出功率越大，调控时对应减少的功率调控数据越大(比如分布式功率节点1的当前输出功率大于分布式功率节点2的当前输出功率，那么调控时分布式功率节点1对应减少的功率调控数据大于分布式功率节点2对应减少的功率调控数据)。
一个调控周期结束，依次循环，直至达到目标功率值，即W1＝W2。
功率调控过程中必须保证分布式功率节点(逆变器或无功补偿器SVG)通讯正常、正常开机状态、实际功率与上次调控值之差的绝对值小于等于逆变器或SVG可调功率误差。
一种用于光伏电站的功率调控系统实施例
一种用于光伏电站的功率调控系统，包括：比较单元：用于比较目标功率和实际功率差值的绝对值与设定值的关系；发送单元：用于当目标功率和实际功率差值的绝对值大于设定值时，以全部分布式功率节点为对象，计算出每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据对应发送至每个分布式功率节点；当目标功率和实际功率差值的绝对值小于或等于设定值时，以部分分布式功率节点为对象，计算出所述部分分布式功率节点中每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据对应发送至所述部分分布式功率节点中的每个分布式功率节点。
上述各单元是与上面的方法实施例相对应的功能模块。本发明的方法运行于功率调控系统中，方法实施例中的全部或部分流程，是通过计算机程序或者计算机程序配合硬件来完成的。系统实施例即是与方法实施例相对应的一个功能模块构架。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限定本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种用于光伏电站的功率调控方法，其特征在于：每个调控周期内：
比较目标功率和实际功率差值的绝对值与设定值的关系；
当目标功率和实际功率差值的绝对值大于设定值时，以全部分布式功率节点为对象，计算出每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据对应发送至每个分布式功率节点；
当目标功率和实际功率差值的绝对值小于或等于设定值时，以部分分布式功率节点为对象，计算出所述部分分布式功率节点中每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据对应发送至所述部分分布式功率节点中的每个分布式功率节点。
2.根据权利要求1所述的功率调控方法，其特征在于：当目标功率和实际功率差值的绝对值小于或等于设定值时，按照分布式功率节点的当前输出功率值从小到大选取一个或若干分布式功率节点作为对象进行调控。
3.根据权利要求1所述的功率调控方法，其特征在于：所述设定值为0.1倍的实际功率。
4.根据权利要求1或2或3所述的功率调控方法，其特征在于：根据分布式功率节点的当前输出功率，计算分布式功率节点的功率调控数据。
5.根据权利要求4所述的功率调控方法，其特征在于：当实际功率小于目标功率时，分布式功率节点的当前输出功率越大，调控时对应增加的功率调控数据越小；当实际功率大于目标功率时，分布式功率节点的当前输出功率越大，调控时对应减少的功率调控数据越大。
6.一种用于光伏电站的功率调控系统，其特征在于：包括：
比较单元：用于比较目标功率和实际功率差值的绝对值与设定值的关系；
发送单元：用于当目标功率和实际功率差值的绝对值大于设定值时，以全部分布式功率节点为对象，计算出每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据对应发送至每个分布式功率节点；当目标功率和实际功率差值的绝对值小于或等于设定值时，以部分分布式功率节点为对象，计算出所述部分分布式功率节点中每个分布式功率节点的功率调控数据后，将功率调控数据对应发送至所述部分分布式功率节点中的每个分布式功率节点。
7.根据权利要求6所述的功率调控系统，其特征在于：所述发送单元中，当目标功率和实际功率差值的绝对值小于或等于设定值时，按照分布式功率节点的当前输出功率值从小到大选取一个或若干分布式功率节点作为对象进行调控。
8.根据权利要求6所述的功率调控系统，其特征在于：所述设定值为0.1倍的实际功率。
9.根据权利要求6或7或8所述的功率调控系统，其特征在于：所述发送单元中，根据分布式功率节点的当前输出功率，计算分布式功率节点的功率调控数据。
10.根据权利要求9所述的功率调控系统，其特征在于：所述发送单元中，当实际功率小于目标功率时，分布式功率节点的当前输出功率越大，调控时对应增加的功率调控数据越小；当实际功率大于目标功率时，分布式功率节点的当前输出功率越大，调控时对应减少的功率调控数据越大。
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