CN108964082B - 一种光伏电站有功功率的控制方法及装置 - Google Patents
一种光伏电站有功功率的控制方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种光伏电站有功功率的控制方法及装置,所述方法包括:根据光伏电站中光伏发电单元的样本发电单元的有功功率确定光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数;根据光伏电站的有功功率的偏差确定光伏电站的有功功率总调节量;根据光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数和光伏电站的有功功率总调节量配置光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率参考值。本发明提供的技术方案,能够更加准确合理地安排光伏电站中可控光伏发电单元的的有功功率,减少有功控制系统的调节次数,尽量减少光伏电站的发电量损失,并限制光伏电站的出力变化率在标准允许范围内。
Description
技术领域
本发明涉及新能源发电调度自动化领域,具体涉及一种光伏电站有功功率的控制方法及装置。
背景技术
光伏电站并入电网后,由于辐照度、温度等环境因素造成的出力不稳定性和周期性变化会直接影响到电力部门制定整个电力系统的发电计划,随着光伏并网容量的快速增长,其对电力系统稳定运行产生的不利影响也越来越突出,给电力部门的调度和控制带来了巨大的压力和挑战。为了规范光伏电站并入电网的技术要求,分别出台了国标《光伏发电站接入电力系统技术规定》和国网公司企标《光伏发电站接入电网技术规定》,两个标准中皆要求光伏发电站应配置能够接收并自动执行电力系统调度机构下达的有功功率及有功功率变化控制指令的有功功率控制系统,具备有功功率连续平滑调节的能力,并能够参与系统有功功率控制,光伏发电站有功功率变化速率应满足电力系统安全稳定运行的需求,其限值应由电网调度机构确定,未给出时,变化速率应不超过10%装机容量/min。实际运行中,电力系统调度机构还会给出具体的控制偏差范围,只要将光伏电站的有功功率控制在允许的偏差范围内即为满足控制精度的要求。
目前,许多光伏电站虽然已经安装了有功功率控制系统,但对有功功率的控制精度不高。在对光伏逆变器进行有功功率分配时,有些控制系统采用的有功分配策略过于简单,在进行有功功率分配时未考虑不同光伏组件和逆变器具体运行状况的差异,如平均分配或按容量进行比例分配等,有些控制系统采用的分配策略忽略了电站内的线路、变压器等损耗,使有功功率控制系统调节次数增加,且部分有功功率控制系统采用的是开环控制方式,这些因素造成有功功率控制系统的控制精度不高,不仅可能使光伏电站损失发电量而产生经济损失,而且可能由于控制精度不能满足调度的要求使光伏电站遭受电网考核进一步产生经济损失。
发明内容
本发明提供一种光伏电站有功功率的控制方法,其目的是通过根据光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数和光伏电站的有功功率总调节量配置光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率参考值,更加准确合理地安排光伏电站中可控光伏发电单元的的有功功率,减少有功控制系统的调节次数,尽量减少光伏电站的发电量损失,并限制光伏电站的出力变化率在标准允许范围内。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
一种光伏电站有功功率的控制方法,其改进之处在于,所述方法包括:
根据光伏电站中光伏发电单元的样本发电单元的有功功率确定光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数;
根据光伏电站的有功功率的偏差确定光伏电站的有功功率总调节量;
根据光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数和光伏电站的有功功率总调节量配置光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率参考值。
优选的,所述根据光伏电站中光伏发电单元的样本发电单元的有功功率确定光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数,包括:
按下式确定光伏电站中第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数λj:
优选的,所述根据光伏电站的有功功率的偏差确定光伏电站的有功功率总调节量,包括:
S1:当|Pdelta|<Plim时,Padjust=Pdelta;
当|Pdelta|≥Plim时,若Pdelta≥Plim,则Padjust=Plim,若Pdelta≤-Plim,则Padjust=-Plim;
其中,Plim为光伏电站在控制周期内的有功功率调节量限值,Pdelta为光伏电站的有功功率的偏差,Padjust为光伏电站的有功功率总调节量;
其中,δ为光伏电站有功功率的调节死区;
S3:按下式对所述光伏电站的有功功率总调节量Padjust进行修正:
上式中,U为所述光伏电站的并网点电压,rT为所述光伏电站内升压站的主变压器归算到高压侧的电阻。
优选的,所述根据光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数和光伏电站的有功功率总调节量配置光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率参考值,包括:
按下式配置所述光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元的有功功率参考值Pij ref:
上式中,i∈[1,nj],nj为第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的总数量;j∈[1,m], m为所述光伏电站的光伏发电单元的总种类数;Pij o为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i 个可控光伏发电单元的当前输出功率值,λj为光伏电站中第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数,Padjust为光伏电站的有功功率总调节量,rij为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元到光伏电站升压站低压侧的等效电阻,Uij为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个所述可控光伏发电单元的输出电压。
一种光伏电站有功功率的控制装置,其改进之处在于,所述装置包括:
第一确定单元,用于根据光伏电站中光伏发电单元的样本发电单元的有功功率确定光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数;
第二确定单元,用于根据光伏电站的有功功率的偏差确定光伏电站的有功功率总调节量;
配置单元,用于根据光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数和光伏电站的有功功率总调节量配置光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率参考值。
优选的,所述第一确定单元,用于按下式确定光伏电站中第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数λj:
优选的,所述第二确定单元,包括:
第一判断模块,用于当|Pdelta|<Plim时,Padjust=Pdelta;
当|Pdelta|≥Plim时,若Pdelta≥Plim,则Padjust=Plim,若Pdelta≤-Plim,则Padjust=-Plim;
其中,Plim为光伏电站在控制周期内的有功功率调节量限值,Pdelta为光伏电站的有功功率的偏差,Padjust为光伏电站的有功功率总调节量;
其中,δ为光伏电站有功功率的调节死区;
修正模块,用于按下式对所述光伏电站的有功功率总调节量Padjust进行修正:
上式中,U为所述光伏电站的并网点电压,rT为所述光伏电站内升压站的主变压器归算到高压侧的电阻。
优选的,所述配置单元,用于按下式配置所述光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元的有功功率参考值Pij ref:
上式中,i∈[1,nj],nj为第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的总数量;j∈[1,m], m为所述光伏电站的光伏发电单元的总种类数;Pijo为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i 个可控光伏发电单元的当前输出功率值,λj为光伏电站中第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数,Padjust为光伏电站的有功功率总调节量,rij为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元到光伏电站升压站低压侧的等效电阻,Uij为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个所述可控光伏发电单元的输出电压。
本发明的有益效果:
本发明提供的技术方案,通过根据光伏电站中光伏发电单元的样本发电单元的有功功率确定光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数,考虑了不同种类光伏发电单元的发电效率的不同,以每种光伏发电单元中的样本光伏发电单元有功功率为依据,提高了对可控光伏发电单元进行功率分配的合理性;通过根据光伏电站的有功功率的偏差确定光伏电站的有功功率总调节量,一方面,考虑了标准中对光伏电站有功功率变化速率的要求,能更好地满足光伏电站并网运行的相关标准,另一方面,考虑了光伏电站升压站内主变压器的损耗,对光伏电站的有功功率总调节量进行修正,提升了光伏电站有功功率总调节量的计算精度,减少调节次数;进一步的,通过根据光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数和光伏电站的有功功率总调节量配置光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率参考值,考虑了每个可控光伏发电单元到光伏电站升压站低压侧的等效电阻,提升了光伏电站有功功率的调节精度,减少调节次数,提高了光伏电站有功功率的控制精度。
附图说明
图1是本发明一种光伏电站有功功率的控制方法的流程图;
图2是本发明一种光伏电站有功功率的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种光伏电站有功功率的控制方法,如图1所示,包括:
101.根据光伏电站中光伏发电单元的样本发电单元的有功功率确定光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数;
102.根据光伏电站的有功功率的偏差确定光伏电站的有功功率总调节量;
103.根据光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数和光伏电站的有功功率总调节量配置光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率参考值。
进一步的,所述步骤101,包括:
按下式确定光伏电站中第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数λj:
进一步的,在根据光伏电站中光伏发电单元的样本发电单元的有功功率确定光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数之后,所述步骤102,包括:
S1:当|Pdelta|<Plim时,Padjust=Pdelta;
当|Pdelta|≥Plim时,若Pdelta≥Plim,则Padjust=Plim,若Pdelta≤-Plim,则Padjust=-Plim;
其中,Plim为光伏电站在控制周期内的有功功率调节量限值,Pdelta为光伏电站的有功功率的偏差,Padjust为光伏电站的有功功率总调节量;
其中,δ为光伏电站有功功率的调节死区;
S3:按下式对所述光伏电站的有功功率总调节量Padjust进行修正:
上式中,U为所述光伏电站的并网点电压,rT为所述光伏电站内升压站的主变压器归算到高压侧的电阻。
步骤S1中的Plim可以在步骤S1之前或执行步骤S1的过程中通过下式确定:
上式中,Rmin为光伏电站有功功率变化速率,T为光伏电站有功控制系统的控制周期;
步骤S1中的Pdelta可以在步骤S1之前或执行步骤S1的过程中通过下式确定:
Pdelta=Pord-Pout
上式中,Pout为光伏电站并网点实际有功功率输出值,Pord为光伏电站并网点有功功率控制指令值。
进一步的,在根据光伏电站的有功功率的偏差确定光伏电站的有功功率总调节量之后,所述步骤103,包括:
按下式配置所述光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元的有功功率参考值Pij ref:
上式中,i∈[1,nj],nj为第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的总数量;j∈[1,m], m为所述光伏电站的光伏发电单元的总种类数;Pij o为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i 个可控光伏发电单元的当前输出功率值,λj为光伏电站中第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数,Padjust为光伏电站的有功功率总调节量,rij为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元到光伏电站升压站低压侧的等效电阻,Uij为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个所述可控光伏发电单元的输出电压。
根据获取后的所述光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元的有功功率参考值来配置光伏电站中的第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元的有功功率,以达到对光伏电站有功功率进行精细化控制。
本发明还提供一种光伏电站有功功率的控制装置,如图2所述,所述装置包括:
第一确定单元,用于根据光伏电站中光伏发电单元的样本发电单元的有功功率确定光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数;
第二确定单元,用于根据光伏电站的有功功率的偏差确定光伏电站的有功功率总调节量;
配置单元,用于根据光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数和光伏电站的有功功率总调节量配置光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率参考值。
进一步的,所述第一确定单元,用于按下式确定光伏电站中第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数λj:
进一步的,所述第二确定单元,包括:
第一判断模块,用于当|Pdelta|<Plim时,Padjust=Pdelta;
当|Pdelta|≥Plim时,若Pdelta≥Plim,则Padjust=Plim,若Pdelta≤-Plim,则Padjust=-Plim;
其中,Plim为光伏电站在控制周期内的有功功率调节量限值,Pdelta为光伏电站的有功功率的偏差,Padjust为光伏电站的有功功率总调节量;
其中,δ为光伏电站有功功率的调节死区;
修正模块,用于按下式对所述光伏电站的有功功率总调节量Padjust进行修正:
上式中,U为所述光伏电站的并网点电压,rT为所述光伏电站内升压站的主变压器归算到高压侧的电阻。
第二确定单元,还可以包括:
第一计算子单元,用于按下式确定Plim:
上式中,Rmin为光伏电站有功功率变化速率,T为光伏电站有功控制系统的控制周期;
第二计算子单元,用于按下式确定Pdelta:
Pdelta=Pord-Pout
上式中,Pout为光伏电站并网点实际有功功率输出值,Pord为光伏电站并网点有功功率控制指令值。
进一步的,所述配置单元,用于按下式配置所述光伏电站中第j种光伏发电单元的第i 个可控光伏发电单元的有功功率参考值Pij ref:
上式中,i∈[1,nj],nj为第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的总数量;j∈[1,m], m为所述光伏电站的光伏发电单元的总种类数;Pij o为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i 个可控光伏发电单元的当前输出功率值,λj为光伏电站中第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数,Padjust为光伏电站的有功功率总调节量,rij为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元到光伏电站升压站低压侧的等效电阻,Uij为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个所述可控光伏发电单元的输出电压。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/ 或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/ 或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种光伏电站有功功率的控制方法,其特征在于,所述方法包括:
根据光伏电站中光伏发电单元的样本发电单元的有功功率确定光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数;
根据光伏电站的有功功率的偏差确定光伏电站的有功功率总调节量;
根据光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数和光伏电站的有功功率总调节量配置光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率参考值;
所述根据光伏电站的有功功率的偏差确定光伏电站的有功功率总调节量,包括:
S1:当|Pdelta|<Plim时,Padjust=Pdelta;
当|Pdelta|≥Plim时,若Pdelta≥Plim,则Padjust=Plim,若Pdelta≤-Plim,则Padjust=-Plim;
其中,Plim为光伏电站在控制周期内的有功功率调节量限值,Pdelta为光伏电站的有功功率的偏差,Padjust为光伏电站的有功功率总调节量;
其中,δ为光伏电站有功功率的调节死区;
S3:按下式对所述光伏电站的有功功率总调节量Padjust进行修正:
上式中,U为所述光伏电站的并网点电压,rT为所述光伏电站内升压站的主变压器归算到高压侧的电阻。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数和光伏电站的有功功率总调节量配置光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率参考值,包括:
按下式配置所述光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元的有功功率参考值Pij ref:
上式中,i∈[1,nj],nj为第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的总数量;j∈[1,m],m为所述光伏电站的光伏发电单元的总种类数;Pij o为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元的当前输出功率值,λj为光伏电站中第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数,Padjust为光伏电站的有功功率总调节量,rij为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元到光伏电站升压站低压侧的等效电阻,Uij为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个所述可控光伏发电单元的输出电压。
4.一种光伏电站有功功率的控制装置,其特征在于,所述装置包括:
第一确定单元,用于根据光伏电站中光伏发电单元的样本发电单元的有功功率确定光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数;
第二确定单元,用于根据光伏电站的有功功率的偏差确定光伏电站的有功功率总调节量;
配置单元,用于根据光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数和光伏电站的有功功率总调节量配置光伏电站中光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率参考值;
所述第二确定单元,包括:
第一判断模块,用于当|Pdelta|<Plim时,Padjust=Pdelta;
当|Pdelta|≥Plim时,若Pdelta≥Plim,则Padjust=Plim,若Pdelta≤-Plim,则Padjust=-Plim;
其中,Plim为光伏电站在控制周期内的有功功率调节量限值,Pdelta为光伏电站的有功功率的偏差,Padjust为光伏电站的有功功率总调节量;
其中,δ为光伏电站有功功率的调节死区;
修正模块,用于按下式对所述光伏电站的有功功率总调节量Padjust进行修正:
上式中,U为所述光伏电站的并网点电压,rT为所述光伏电站内升压站的主变压器归算到高压侧的电阻。
6.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述配置单元,用于按下式配置所述光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元的有功功率参考值Pij ref:
上式中,i∈[1,nj],nj为第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的总数量;j∈[1,m],m为所述光伏电站的光伏发电单元的总种类数;Pij o为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元的当前输出功率值,λj为光伏电站中第j种光伏发电单元的可控光伏发电单元的有功功率调节量的分配系数,Padjust为光伏电站的有功功率总调节量,rij为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个可控光伏发电单元到光伏电站升压站低压侧的等效电阻,Uij为光伏电站中第j种光伏发电单元的第i个所述可控光伏发电单元的输出电压。
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