CN108075495A - 一种光伏电站自动发电控制方法 - Google Patents

一种光伏电站自动发电控制方法 Download PDF

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章叶青
葛立青
金岩磊
徐浩
黄伟
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    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

本发明公开一种光伏电站自动发电控制方法,包括以下步骤:考虑有功损耗情况进行有功目标值校正,在调度下发的有功目标值基础上再加上有功损耗补偿量校正得到新有功目标值;计算各逆变器实际发电能力;考虑并网电价并结合逆变器实际发电能力分配有功目标值并下发指令,同时在分配时按照逆变器实际发电能力进行分配,分配计算得到各逆变器有功目标值后下发有功目标值指令给各逆变器执行;根据执行情况动态调整控制目标值,跟踪各个逆变器执行情况,如果存在逆变器功率调节不到位,更新逆变器发电能力,重新进行有功目标值分配计算和指令下发。此种方法可有效提高光伏电站的发电效益,改善电网调度对光伏电站的调控管理水平。

Description

一种光伏电站自动发电控制方法
技术领域
本发明属于电力系统自动化控制系统领域,特别涉及电力系统自动控制系统中一种光伏电站自动发电控制方法。
背景技术
目前国内光伏电站的建设越来越多,面对大规模光伏电站接入电网压力,光伏电站自动发电控制是提高光伏并网率的一种有效措施。光伏电站自动发电控制一方面要满足电网调控要求,另一方面也要保证光伏电站的发电效益。
当前光伏电站普遍采用的自动发电控制方案是按照各逆变器有功额定容量固定比例将调度下发的有功目标值进行分配计算,得到各逆变器的有功目标值并下发到各逆变器,由逆变器具体调节有功出力。各逆变器的有功目标值保持不变直到调度下发新的有功目标值。
该方案主要存在如下缺点:
1)未考虑有功损耗:调度下发的有功目标值控制对象是高压侧并网功率,而逆变器输出的电流在流经箱变、集电线路、升压站主变等设备后会产生有功损耗,最终高压侧并网功率因为有功损耗的存在会少于有功目标值,光伏电站的发电效益未能实现最大化。
2)未考虑逆变器实际发电能力:按照固定比例分配,无法计及各个逆变器实际发电能力,容易出现实际发电能力和有功目标值不匹配情况,即能多发电的逆变器分配的有功目标值小,不能多发电的逆变器分配的有功目标值大,这样容易造成整体发电量损失。
3)未考虑分期电价:按照国家实施的光伏补贴政策,同一个光伏电站中不同时期建设、并网的光伏逆变器发电的并网电价是不一样的。优先使用并网电价高的逆变器发电可以获得更高的发电收益,而固定比例分配方式不能根据差别电价进行差别发电,将无法让并网电价高的逆变器多发电来获得更高的发电收益。
4)缺乏动态调整:当存在逆变器实际发出的有功和分配的有功目标值偏差较大情况时,由于各个逆变器分配的有功目标值保持不变,失去了通过调整其他有调节能力的逆变器弥补发电功率偏差的机会,造成实发有功和调控有功目标值偏差较大,降低了电网调度对光伏电站的调控管理水平和光伏电站的发电效益。
发明内容
本发明的目的,在于提供一种光伏电站自动发电控制方法,其可有效提高光伏电站的发电效益,改善电网调度对光伏电站的调控管理水平。
为了达成上述目的,本发明的解决方案是:
一种光伏电站自动发电控制方法,包括以下步骤:
步骤1,考虑有功损耗情况进行有功目标值校正,在调度下发的有功目标值基础上再加上有功损耗补偿量校正得到新有功目标值;
步骤2,计算各逆变器实际发电能力;
步骤3,考虑并网电价高低水平,同时在分配时按照逆变器实际发电能力进行分配,分配计算得到各逆变器有功目标值后下发有功目标值指令给各逆变器执行;
步骤4,根据执行情况动态调整控制目标值,跟踪各个逆变器执行情况,如果存在逆变器功率调节不到位,更新逆变器发电能力,重新进行有功目标值分配计算和指令下发。
上述步骤1的详细内容是:首先通过各个逆变器实际发出的有功和高压侧并网功率计算得到实时有功损耗值;然后对其按一定的补偿系数修正得到有功损耗补偿量;最后在调度下发的有功目标值基础上加上有功损耗补偿量校正得到新有功目标值。
上述步骤2中,根据各个逆变器的实时运行状态和样本逆变器发电情况计算各个逆变器的实际发电能力,包括可控状态和可发最大有功,其中,可控状态用于表明逆变器是否可参与自动发电控制,由逆变器一系列的运行状态综合计算得到;运行状态包括逆变器是否正常运行、逆变器是否通讯正常、逆变器是否投入自动发电控制功能及逆变器调节不到位状态。
上述步骤3中,在进行分配时,根据并网电价高低水平对各逆变器设置调节优先级,采用按优先级分配策略进行逆变器间的有功分配,并网电价高的逆变器优先分配。
上述步骤3中,分给逆变器的有功目标值总和等于调度下发的有功目标值。
上述步骤3中,在对逆变器分配有功目标值时,按照逆变器实际发电能力进行分配,以保证分配给各逆变器的有功目标值和实际发电能力相匹配。
上述步骤3中,对逆变器分配有功目标值的具体步骤是:
a)找到不可控的逆变器,将这些不可控逆变器目标值设定为当前实发功率,剔除所有不可控逆变器分配的目标值,得到新的有功目标值,即待分配有功目标值;
b)在可控逆变器中寻找当前优先级最高且尚未参与分配的逆变器;
c)如果没有找到合适的逆变器,将待分配有功目标值,按照逆变器优先级和装机容量依次分配下去,直到将待分配有功目标值分配完毕或找不到可分配逆变器时结束分配,跳过后续步骤;
d)如果找到合适的逆变器,判断该逆变器当前可发最大有功是否大于待分配有功目标值:
ⅰ.如果大于,则将待分配有功目标值作为该逆变器的有功目标值,至此分配过程结束;
ⅱ.如果小于,则将逆变器当前可发最大有功作为该逆变器的有功目标值,更新待分配有功目标值,转至步骤b)继续分配。
上述步骤4的详细内容是:在有功目标值下发到各个逆变器后,经过一个控制周期延时,跟踪各个逆变器执行情况,如果存在逆变器功率调节不到位,则将其调节不到位状态置为1,以调节不到位状态作为不可控状态判别条件更新逆变器发电能力,各逆变器的当前发电能力更新后再次进行有功目标值分配计算和指令下发,动态调整各个逆变器有功目标值,让有调节能力的逆变器承担功率调节任务。
采用上述方案后,本发明与现有技术相比,增加了有功损耗补偿,考虑并网电价并结合逆变器实际发电能力进行有功分配计算,根据逆变器执行情况动态调整各个逆变器的有功目标值,可以有效提高光伏电站的发电效益,改善电网调度对光伏电站的调控管理水平,提升了光伏发电利用率。
附图说明
图1是本发明的流程图;
图2是本发明中考虑并网电价并结合逆变器实际发电能力分配有功目标值的具体实施过程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图,对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示,本发明提供一种光伏电站自动发电控制方法,包括如下步骤:
步骤1,考虑有功损耗情况进行有功目标值校正,在调度下发的有功目标值基础上再加上有功损耗补偿量校正得到新有功目标值;
具体来说,首先接收并解析得到调度下发的有功目标值Ptar,通过各个逆变器实际发出的有功Pri(i=1,2...n,n为逆变器数量)和高压侧并网功率Pr计算得到实时有功损耗值Ploss,然后对其按一定的补偿系数Kc修正得到有功损耗补偿量Plc(Plc=Ploss*Kc),最后在Ptar基础上加上有功损耗补偿量校正得到新有功目标值Pnt
步骤2,计算各逆变器实际发电能力,根据各个逆变器的实时运行状态和样本逆变器发电情况计算各个逆变器的实际发电能力;
根据各个逆变器的实时运行状态和样本逆变器(实际运行中,样本逆变器不参与自动发电控制,处于自由发电模式,可以较为直观和准确地反映当前光照条件下逆变器可发最大有功)发电情况计算各个逆变器的实际发电能力,包括可控状态、可发最大有功等。其中,可控状态用于表明逆变器是否可参与自动发电控制,由逆变器一系列的运行状态综合计算得到,运行状态包括逆变器是否正常运行、逆变器是否通讯正常、逆变器是否投入自动发电控制功能、逆变器调节不到位状态等。
步骤3,考虑并网电价并结合逆变器实际发电能力,分配有功目标值并下发指令:考虑到逆变器发电并网电价不尽相同,根据并网电价高低水平对各逆变器设置调节优先级,采用按优先级分配策略进行逆变器间的有功分配,并网电价高的逆变器优先分配;分给逆变器的有功目标值总和应等于调度下发的有功目标值,这样可以保证光伏电站的有功出力不会因为光照条件突然变好出现功率超过调度下发有功目标值,避免功率超发被调度惩罚。
同时为保证最大发电效益,在对逆变器分配有功目标值时,按照逆变器实际发电能力进行分配,即根据逆变器可控状态和当前光照下可发最大有功进行分配,以保证分配给各逆变器的有功目标值和实际发电能力相匹配,实现逆变器有功出力最大化,进而保证全站有功出力最大化。
分配计算得到各逆变器有功目标值后,下发有功目标值指令给各逆变器,由逆变器按照下发的有功目标值快速、自动调节有功出力。
结合图2所示,步骤3的具体实现步骤是:
首先需要获取并网点有功目标值、逆变器相关运行数据和参数,如逆变器发电能力数据和调节优先级参数。其中,逆变器优先级参数根据不同的并网电价分级设置,并网电价高的逆变器调节优先级高,并网电价低的逆变器调节优先级低,如电价最低的设置为1,次低的设置为10,高一点的设为100,以此类推。
然后,在获取相关数据后进入分配流程:
a)第一步,找到不可控的逆变器,将这些不可控逆变器目标值设定为当前实发功率,剔除所有不可控逆变器分配的目标值,得到新的有功目标值,即待分配有功目标值;
b)第二步,在可控逆变器中寻找当前优先级最高且尚未参与分配的逆变器;
c)第三步,如果没有找到合适的逆变器,将待分配有功目标值,按照逆变器优先级和装机容量依次分配下去,即逐个找到当前优先级最高的可控逆变器,分配目标值为装机容量,直到将待分配有功目标值分配完毕或找不到可分配逆变器时结束分配,跳过后续步骤;
d)第四步,如果找到合适的逆变器,判断该逆变器当前可发最大有功是否大于待分配有功目标值:
ⅰ.如果大于,则将待分配有功目标值作为该逆变器的有功目标值,至此分配过程结束;
ⅱ.如果小于,则将逆变器当前可发最大有功作为该逆变器的有功目标值,更新待分配有功目标值,转至步骤b)继续分配。
步骤4,根据执行情况动态调整控制目标值,跟踪各个逆变器执行情况,如果存在逆变器功率调节不到位,更新逆变器发电能力,重新进行有功目标值分配计算和指令下发;
在有功目标值下发到各个逆变器后,经过一个控制周期延时,跟踪各个逆变器执行情况,如果存在逆变器功率调节不到位(实际发出的有功和有功目标值偏差较大,超过设定的功率可调判别门槛值),则将其调节不到位状态置为1,以调节不到位状态作为不可控状态判别条件更新逆变器发电能力,各逆变器的当前发电能力更新后再次进行有功目标值分配计算和指令下发,动态调整各个逆变器有功目标值,让有调节能力的逆变器承担功率调节任务。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光伏电站自动发电控制方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1,考虑有功损耗情况进行有功目标值校正,在调度下发的有功目标值基础上再加上有功损耗补偿量校正得到新有功目标值;
步骤2,计算各逆变器实际发电能力;
步骤3,考虑并网电价高低水平,同时在分配时按照逆变器实际发电能力进行分配,分配计算得到各逆变器有功目标值后下发有功目标值指令给各逆变器执行;
步骤4,根据执行情况动态调整控制目标值,跟踪各个逆变器执行情况,如果存在逆变器功率调节不到位,更新逆变器发电能力,重新进行有功目标值分配计算和指令下发。
2.如权利要求1所述的一种光伏电站自动发电控制方法,其特征在于所述步骤1的详细内容是:首先通过各个逆变器实际发出的有功和高压侧并网功率计算得到实时有功损耗值;然后对其按一定的补偿系数修正得到有功损耗补偿量;最后在调度下发的有功目标值基础上加上有功损耗补偿量校正得到新有功目标值。
3.如权利要求1所述的一种光伏电站自动发电控制方法,其特征在于:所述步骤2中,根据各个逆变器的实时运行状态和样本逆变器发电情况计算各个逆变器的实际发电能力,包括可控状态和可发最大有功,其中,可控状态用于表明逆变器是否可参与自动发电控制,由逆变器一系列的运行状态综合计算得到;运行状态包括逆变器是否正常运行、逆变器是否通讯正常、逆变器是否投入自动发电控制功能及逆变器调节不到位状态。
4.如权利要求1所述的一种光伏电站自动发电控制方法,其特征在于:所述步骤3中,在进行分配时,根据并网电价高低水平对各逆变器设置调节优先级,采用按优先级分配策略进行逆变器间的有功分配,并网电价高的逆变器优先分配。
5.如权利要求4所述的一种光伏电站自动发电控制方法,其特征在于:所述步骤3中,分给逆变器的有功目标值总和等于调度下发的有功目标值。
6.如权利要求1所述的一种光伏电站自动发电控制方法,其特征在于:所述步骤3中,在对逆变器分配有功目标值时,按照逆变器实际发电能力进行分配,以保证分配给各逆变器的有功目标值和实际发电能力相匹配。
7.如权利要求1所述的一种光伏电站自动发电控制方法,其特征在于所述步骤3中,对逆变器分配有功目标值的具体步骤是:
a)找到不可控的逆变器,将这些不可控逆变器目标值设定为当前实发功率,剔除所有不可控逆变器分配的目标值,得到新的有功目标值,即待分配有功目标值;
b)在可控逆变器中寻找当前优先级最高且尚未参与分配的逆变器;
c)如果没有找到合适的逆变器,将待分配有功目标值,按照逆变器优先级和装机容量依次分配下去,直到将待分配有功目标值分配完毕或找不到可分配逆变器时结束分配,跳过后续步骤;
d)如果找到合适的逆变器,判断该逆变器当前可发最大有功是否大于待分配有功目标值:
ⅰ.如果大于,则将待分配有功目标值作为该逆变器的有功目标值,至此分配过程结束;
ⅱ.如果小于,则将逆变器当前可发最大有功作为该逆变器的有功目标值,更新待分配有功目标值,转至步骤b)继续分配。
8.如权利要求1所述的一种光伏电站自动发电控制方法,其特征在于所述步骤4的详细内容是:在有功目标值下发到各个逆变器后,经过一个控制周期延时,跟踪各个逆变器执行情况,如果存在逆变器功率调节不到位,则将其调节不到位状态置为1,以调节不到位状态作为不可控状态判别条件更新逆变器发电能力,各逆变器的当前发电能力更新后再次进行有功目标值分配计算和指令下发,动态调整各个逆变器有功目标值,让有调节能力的逆变器承担功率调节任务。
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