CN109638891A - 在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法 - Google Patents

Abstract

一种在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法，主要步骤为：1、现场考察并记录台变低压侧的光伏发电安装容量、负荷功率及对应的光伏逆变器设备地址码、所在相序，以及相对台区变压器的排列顺序关系；2、分析电网的两种供电方式特点；3、计算电网向负荷供电时电压超标对应的负荷用电功率；4、计算光伏发电向电网馈电时电压超标对应的光伏发电功率；5、计算最佳的电网电压等级和电网治理装置的最大配置容量；6、确定电网治理装置的安装数量及位置。

Description

在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法

技术领域

本发明涉及一种在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法。

背景技术

随着应用电力电子器件设备的大量应用，电网谐波急剧增加。在工业电网环境中，不同属性设备功率快速变化。国家出台一系列推动精准扶贫发展的政策后，新能源发电在农村地区出现爆发性增长，给脆弱的电网-农网带来了严重的电能质量超标问题。由于农村配电网供电能力较弱，线路阻抗大，基本以单相负荷为主，用电负荷分布不均。尤其在只有电网供电时，用电高峰期呈现严重的三相不平衡状态，造成某个单相电压过低、谐波增大。由此，区域内分布式光伏发电面临高密度、多点接入光伏安装分布不均、潮流复杂的问题，这将造成区域配电网波动、电压抬高、三相不平衡，以及谐波电流增大，极易造成配电设施和用户设备损坏。为了满足电网末端指标及供电要求，一般采取调整变压器分接头使输出电压升高的措施。但现由于分布式光伏的接入，影响了原配电网中的潮流分布，甚至还可能改变配电网中的潮流方向，而且居民用户的负荷特性与光伏发电特性不一致，白天光照充足，但用户用电量少，负荷轻，分布式光伏发电无法就地消纳，在变压器的分接头被调高的情况下，光伏发电会使电网电压进一步升高，导致部分节点电压超出国家电网的电压标准上限，影响配电网中原有继电保护装置的正常运行，致使光伏逆变器自保护停机，造成大量的“弃光”现象，光伏逆变器发不出电。有些光伏逆变器商家以盈利为目的，不顾及电网质量问题，不依据电网功率平衡输出特性安装光伏，在电压超标的基础上强行发电，造成电网谐波、电压严重超标，单相电压已接近300V(国家标准为220V±10％)，给电网带来灾难性的损坏，同时伴随部分家电被烧坏，使得国家精准扶贫政策形同虚设，给国家、个人带来了极大的经济损失，而且给利国利民的光伏发电带来了负面的影响。

国家针对此问题以农网末端治理和光伏发电最大化为控制目标，投入大量人力、财力进行专项课题研究，推出一种新型电网治理装置与电网电压调整相互配合的控制方法。但是由于前期对于电网性能、用电负荷、安装光伏发电容量、用电习性等没有有效的综合评估方法，为确定电网电压调整等级及新型电网治理装置的安装数量、位置、容量和功率等设计带来困难。而若采用安装同步测量装置对电网多点进行测量，成本较高，在农网中推广较为困难。因此，利用电网中现有安装的设备，对电网性能的综合评估方法是当前最有效的方案。

发明内容

本发明的目的在于克服电网末端由于光伏单元接入带来的电网质量下降、发电电量不能达到预期等问题，提出一种在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法。本发明通过电网特性检测分析，对电网治理装置的安装提出建议。

应用本发明的在线光伏发电系统的由测控系统和M台光伏逆变器组成，其中M为整数，M≥1。

所述的M台光伏逆变器分安装在变压器低压侧三相线路的光伏发电单元中。光伏逆变器与测控系统可实现数据通讯。

测控系统位于配电网变压器低压侧的输出端，通过有线或无线网络读取台区内三相线路的光伏逆变器数据。

所述的光伏逆变器可通过有线或无线网络通讯等方式将电流、电压、功率、电量、功率因数等电气信息传输到所述的测控系统中。

测控系统由多功能表、有线无线通讯接口、显示终端及数据分析控制器组成。其中多功能表为变压器低压侧三相电气测量仪表。数据分析控制器读取多功能表的数据和M台光伏逆变器的数据，并进行分析。显示终端可手动录入存储M台光伏逆变器安装点的地理坐标、光伏安装容量、基本负荷特性和电网每段线路长度及阻抗，实时显示采集的数据、分析结果。

本发明电网治理装置配置方法的步骤如下：

步骤一，记录光伏发电机组台区的光伏发电机组信息，包括光伏发电机组安装地点、装机容量、负荷功率及对应的光伏逆变器设备地址码、所在相序及相对台区变压器的排列顺序关系；

步骤二，分析电网两种供电方式的特点；

步骤三，计算电网向负荷供电时电压超标对应的负荷用电功率；

步骤四，计算光伏发电向电网馈电时电压超标对应的光伏发电功率；

步骤五，计算最佳的电网电压等级和电网治理装置最大配置容量；

步骤六，确定电网治理装置的安装数量及位置。

各步骤具体如下：

步骤一，依据M台光伏逆变器地点记录当前位置的GPS定位坐标、光伏发电安装地点，装机容量、负荷容量和属性。并确定所安装的M台光伏逆变器的设备地址码、所在相序及相对台区变压器的排列顺序关系，手工录入测控系统中。测控系统在线实时读取光伏逆变器所有数据、误差修正，并将实时采集到的数据与历史同时刻的数据比对，依据数据分析需要分别进行求和、求平均、最大值和最小值计算。所述的数据和计算结果保存在测控系统中，用于电网治理装置的配置分析。

步骤二，分析电网供电特点：测控系统读取每台光伏逆变器的电压，若读取到的电压呈递减分布，U₁≥U₂≥…≥U_m，则确定为电网向负荷供电，若读取到的电压呈递增分布U₁≤U₂≤…≤U_m，则确定为光伏向电网馈电。

其中，U₁为第一台光伏逆变器采集的电压，U₂为第二台光伏逆变器的采集电压，…，U_m为第M台光伏逆变器的采集电压。

步骤三，电网向负荷供电时，读取电网末端第M台光伏逆变器采集的最低电压数据，并推算出当电网电压下调5％、10％时的电压值。再将国标电压下限值U_{gb_min}与所有光伏逆变器采集的电压数据进行比较，确定当前引起电压超标的第S光伏逆变器的位置，并推算得到当电网电压下调5％、10％时的第S_5％、S_10％光伏逆变器的位置，依据此位置计算出引起电压超标对应的负荷用电功率P_{s_m}、P_{s_m5％}、P_{s_m10％}。

其中，U_{gb_min}为国家电压标准范围的下限值198V；S、S_5％、S_10％分别为M台光伏逆变器中的一台；U_s、U_{s_5％}、U_{s_10％}分别为第S、S_5％、S_10％台光伏逆变器采集的电压。P_{s_m}、P_{s_m5％}、P_{s_m10％}分别为从第S、S_5％、S_10％台光伏逆变器处用户负荷功率至最末端第M台光伏逆变器处用户负荷功率之和。

具体为：

1、计算电网向负荷供电时超标电压对应的负荷用电功率；

当读取到的光伏逆变器电压呈递减分布：U₁≥U₂≥…≥U_m时，为电网向负荷供电，在此情况下，

(1)读取线路末端的最低电压，计算当电网电压下调5％、10％时的电网末端电压值。

测控系统通过计算得到线路最末端第M台光伏逆变器采集的最低电压U_m在电网电压下调5％和10％后的值，即：

U_{m_5％}＝U_m(1-5％)

U_{m_10％}＝U_m(1-10％)

其中，U_m为线路最末端第M台光伏逆变采集的最低电压，U_{m_5％}为将电网电压下调5％时的线路最末端的电压值，U_{m_10％}为将电网电压下调10％时的线路最末端的电压值。

(2)确定当前引起电压超标和电网电压下调5％、10％后引起电压超标的光伏逆变器S、S_5％、S_10％的位置；

测控系统将读取到的所有光伏逆变器的电压分别与国标下限电压U_{gb_min}进行比较，当判断到第S台光伏逆变器采集的电压近似或等于国标下限电压U_{gb_min}，即U_s≈U_{gb_min}时，测控系统将从第S台光伏逆变器处至线路末端间的所有负荷功率求和，得到引起电压超标的负荷功率P_{s_m}，即：

其中，i为光伏逆变器，为1～M的整数，S为M台光伏逆变器中的一台。

由于电网电压下调5％，电网末端电压U_m同步下调到U_{m_5％}后该线路超标电压点同步改变为：

当判断到第S_5％台光伏逆变器采集的电压近似或等于U_{s_5％}时，测控系统将从第S_5％台光伏逆变器处至线路末端间的所有负荷功率求和，得到引起电压超标的负荷功率P_{s_m5％}，即：

其中，i为光伏逆变器，为1～M的整数，S_5％为M台光伏逆变器中的一台。

由于电网电压下调10％，电网末端电压U_m同步下调到U_{m_10％}后该线路超标电压点同步改变为：

当判断到第S_10％光伏逆变器S_10％采集的电压，近似或等于U_{s_10％}时，测控系统将从第S_10％台光伏逆变器处至线路末端间的所有负荷功率求和，得到引起电压超标的负荷功率P_{s_m10％}，即：

其中，，i为光伏逆变器，为1～M的整数，S_10％为M台光伏逆变器中的一台。

步骤四，光伏发电向电网馈电时，测控系统利用其多功能表采集的功率、第M台光伏逆变器采集的电压数据和该线路光伏发电单元总的装机额定功率P_rzm，计算出在总装机额定功率P_rzm下的第M台光伏逆变器的电压U_rm，依据此电压与第M台光伏逆变器采集的电压做差值计算，得到总装机额定功率P_rzm下的某台光伏逆变器的电压与该台光伏逆变器采集的电压之差ΔU_rm，通过国标上限电压U_{gb_max}与总装机额定功率P_rzm下的某台光伏逆变器的电压与该台光伏逆变器采集的电压之差ΔU_rm做差值计算，得到在总装机额定功率输出时的超标电压值U_rs。依据此超标电压值U_rs，确定第S台光伏逆变器的位置，并检索从第S台光伏逆变器到电网末端的光伏装机额定功率P_{m_s}。

同时依据此超标电压值U_rs，计算出在总装机额定功率输出时，电网电压下调5％、10％时对应的超标电压值U_{s_5％}、U_{s_10％}，确定对应的第S_5％、S_10％台光伏逆变器的位置，并检索从第S_5％、S_10％台光伏逆变器到电网末端的光伏装机额定功率P_{m5％_s}、P_{m10％_s}。

其中，r为该线路阻抗；P_z为当前测得该线路总输出功率；P_rzm为该线路的总光伏装机额定功率；U_m为当前测得该线路最末端第M台光伏逆变器的电压；U_rm为所有光伏单元均以额定功率发电时，第M台光伏逆变器的电压。

计算光伏发电向电网馈电时电压超标对应的光伏发电功率的方法如下：

当读取到的光伏逆变器电压呈递增分布U₁≤U₂≤…≤U_m时，则是由光伏发电向电网馈电。测控系统将该线路上的所有光伏发电机组装机额定功率P_PV求和，得到该线路总的光伏装机额定功率P_rzm：

其中，i，i为光伏逆变器，为1～M的整数。

测控系统在负荷最小时刻读取第M台光伏逆变器电压U_m，在不考虑线损、线路感抗和负荷的条件下，计算出在所有光伏单元均以额定功率发电时，第M台光伏逆变器的电压U_rm：

其中，r为该线路阻抗；P_z为当前测得该线路总输出功率；P_rzm为该线路的总光伏装机额定功率；U_m为当前测得该线路最末端光伏逆变器M的电压；U_rm为所有光伏单元均以额定功率发电时，第M台光伏逆变器的电压。

在此情况下，

(1)分别计算当电网电压下调5％、10％，所有光伏单元均以额定功率发电时，线路最末端的第M台光伏逆变器的电压值。

测控系统分别计算当电网电压下调5％和10％，且在该线路上所有光伏发电单元均以额定功率发电时，第M台光伏逆变器的电压计算值U_rm：

U_{m_5％}＝U_rm(1-5％)

U_{m_10％}＝U_rm(1-10％)

其中，U_rm为在该线路所有光伏单元均以额定功率输出时第M台光伏逆变器的计算电压，U_{m_5％}为当电网电压下调5％时的第M台光伏逆变器的电压，U_{m_10％}为当电网电压下调10％时的第M台光伏逆变器的电压。

(2)确定在该线路所有光伏单元均以额定功率输出时，引起电压超标和电网电压下调5％、10％后引起电压超标的光伏逆变器S、S_5％、S_10％的位置。

将总装机额定功率输出时第M台光伏逆变器计算电压U_rm与第m光伏逆变器m采集电压U_m做差值计算，得到ΔU_rm：

ΔU_rm＝U_rm-U_m

通过国标上限电压U_{gb_max}与ΔU_rm做差值计算，得到在总装机额定功率输出时的超标电压值U_rs：

U_rs＝U_{gb_max}-ΔU_rm

将测控系统读到的所有光伏逆变器的电压值，分别与超标电压值U_rs比较，当判断到第S台光伏逆变器采集的电压近似或等于超标电压值U_rs时，测控系统检索从第S台光伏逆变器到电网末端的光伏装机总额定功率，并计算出该段线路光伏总装机额定功率P_{m_s}：

该功率也是引起电压超标的光伏发电功率。其中，i为光伏逆变器，为1～M的整数，S为M台光伏逆变器中的一台。

由于电网电压下调5％，电网末端电压U_rm同步下调到U_{m_5％}，则该线路超标电压点U_{s_5％}同步改变为：

测控系统当判断到第S_5％台光伏逆变器采集的电压，近似或等于U_{s_5％}时，测控系统检索从第S_5％台光伏逆变器到电网末端的光伏装机额定功率，并计算出该段线路光伏总装机额定功率P_{m5％_s}：

该功率也是引起电压超标的光伏发电功率。其中，S_5％为1～M台光伏逆变器中的一台。

由于电网电压下调10％，电网末端电压U_rm同步下调到U_{m_10％}，则该线路超标电压点U_{s_10％}同步改变为：

测控系统当判断到第S_10％台光伏逆变器S_10％采集的电压近似或等于U_{s_10％}时，测控系统检索从第S_10％台光伏逆变器到电网末端的光伏装机额定功率，并计算出该段线路装机额定光伏功率P_{m10％_s}：

该功率也是引起电压超标的光伏发电功率。其中，i为光伏逆变器，为1～M的整数，S_10％为M台光伏逆变器中的一台。

步骤五，计算最佳电网电压等级和电网治理装置最大配置容量：通过测控系统分别对在不同电压等级下，电网为负荷供电与光伏发电向电网馈电时造成电压超标的功率进行差值绝对值计算，得到λ_{s_m}、λ_{s_m5％}、λ_{s_m10％}，通过λ_{s_m}、λ_{s_m5％}、λ_{s_m10％}之间的比较分析找到差值绝对值最小的一组λ_min，分析该差值绝对值最小的一组λ_min对应的一组数据，找出在两种供电方式下引起电压超标的最大功率P_max。其中，λ_{s_m}、λ_{s_m5％}、λ_{s_m10％}分别为当前电压和下调5％、10％电压等级条件下，电网为负荷供电造成电压超标的负荷功率，与对应电压等级的光伏发电向电网馈电造成电压超标输出功率的差值。λ_min为电压超标输出功率的最小差值绝对值。

计算最佳的电网电压等级和电网治理装置最大配置容量的方法如下；

(1)分析计算最佳电网电压等级；

测控系统计算在不同电网电压等级下电网为负荷供电与光伏发电向电网馈电时造成电压超标的功率差值绝对值：

|P_{s_m}-P_{m_s}|＝λ_{s_m}

|P_{s_m5％}-P_{m5％_s}|＝λ_{s_m5％}

|P_{s_m10％}-P_{m10％_s}|＝λ_{s_m10％}

其中，λ_{s_m}、λ_{s_m5％}、λ_{s_m10％}分别为当前电压和电网电压下调5％、10％情况下，电网为负荷供电造成电压超标的负荷功率，与对应相同电网电压等级下光伏发电向电网馈电造成电压超标输出功率的差值绝对值。

在同一段线路中，通过以上计算，分析找到在两种供电方式下，使功率趋近于平衡的电网电压等级，即在同一电流条件下，当电网电压降低5％，导致光伏发电引起电压超标功率减少，系统为负荷供电引起电压超标功率增加，当光伏发电功率与电网为负荷供电功率差值越小时，越有利于安装电网治理装置对电网进行治理。电网电压降低10％原理同上。由此通过对当前电压和变压器分接头下调5％、10％情况下，电网为负荷供电造成电压超标的负荷功率与对应电压等级的光伏发电向电网馈电造成电压超标输出功率的差值λ_{s_m}、λ_{s_m5％}、λ_{s_m10％}的比较分析，找到最小的一组差值λ_min：

λ_min＝Min(λ_{s_m},λ_{s_m5％},λ_{s_m10％})

其中，λ_min为电压超标功率的最小差值，λ_min值反映在该电网电压等级下，电网为负荷供电造成电压超标的负荷功率与光伏发电向电网馈电造成电压超标输出功率相差最小。

(2)计算分析引起电压超标的最大功率P_max以及电量E_max；

通过对电压超标输出功率的最小差值λ_min所对应的一组数据进行分析，得到在两种供电方式下引起电压超标的最大功率P_max，如：λ_min＝λ_{s_m5％}，则通过算式：

λ_{s_m5％}＝|P_{s_m5％}-P_{m5％_s}|

分析出引起电压超标的最大功率P_max为：

P_max＝Max(P_{s_m5％},P_{m5％_s})

该最大功率P_max则为电网治理装置所需配置的最大功率，对应的电网电压等级为电网将要调整的电网电压等级。

测控系统检索存储数据中在电网供电时的历史电压超标最长持续时间t，并将该持续时间t与引起电压超标时的全年最大功率P_max做乘积计算，得到引起电压超标时的最大电量E_max。

E_max＝P_max×t

该容量为该线路的电网治理装置最大配置容量E_max。

步骤六，在同一相线路中，找出发生在同一线段中电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电下压降均大的几段线路，这几段线路为重点电网治理的线路，以此确定安装电网治理装置数量Un和位置。通过当前计算的引起全年电压超标的最大功率P_max和电量E_d，分别与安装电网治理装置数量Un进行除法运算，得到单台电网治理装置配置的功率P_d及容量E_d。

确定电网治理装置的安装数量Un及位置的方法如下；

(1)分析在两种供电模式下线损最大的线段；

由于线路阻抗及线路电流产生的线损电压降为：

ΔU＝I×r

其中，r为该线路阻抗，为定值，I为该线路电流，ΔU为某段线路的线损电压降，ΔU越大负荷功率越大，反之负荷功率越小；

通过对电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电的线路损耗分析，确定最大线损的区间，尤其是当线损增大发生在两种供电方式下的同一区间时，该区间为安装电网治理装置的地点。

在电网向负荷供电条件下，分析由第S、S_5％、S_10％台光伏逆变器到第M台光伏逆变器之间每一段线路的负荷用电功率大小，其中，S、S_5％、S_10％为M台光伏逆变器中的一台。由电网线路的始端到末端，依次将第一台光伏逆变器采集的电压U₁与第二台光伏逆变器采集的电压U₂做差值计算，得到差值ΔU_{1_2}，将第二台光伏逆变器采集的电压U₂与第三台光伏逆变器采集的电压U₃做差值计算，得到差值ΔU_{2_3}，如此类推，第M-2台光伏逆变器采集的电压U_{m_2}值与第M-1台光伏逆变器采集的电压U_{m_1}做差值计算得到ΔU_{(m_2)_(m_1)}，第M-1台光伏逆变器采集的电压U_{m_1}与最末端第M台光伏发电单元的输出端电压U_m做差值计算，得到差值ΔU_{(m_1)_m}，即：

ΔU_{1_2}＝U₁-U₂、ΔU_{2_3}＝U₂-U₃、…、ΔU_{(m_1)_m}＝U_{m_1}-U_m

同理，在光伏发电向电网馈电的条件下，分析由第S、S_5％、S_10％台光伏逆变器到第M台光伏逆变器之间每一段线路的光伏发电功率大小，其中S、S_5％、S_10％为1～M台光伏逆变器中的一台。由电网线路的始端到末端，依次将第二台光伏逆变器采集的电压U₂与第一台光伏逆变器采集的电压U₁做差值计算，得到ΔU_{2_1}，第三台光伏逆变器采集的电压U₃与第二台光伏逆变器采集的电压U₂做差值计算，得到ΔU_{3_2}，如此类推，第M-1台光伏逆变器的电压值U_{m_1}与第M-2台光伏逆变器采集的电压U_{m_2}做差值计算，得到ΔU_{(m_1)_(m_2)}，最末端第M台光伏逆变器的电压值U_m与第M-1台光伏逆变器采集的电压U_{m_1}做差值计算得到ΔU_{m_(m_1)}，即：

ΔU_{2_1}＝U₂-U₁、ΔU_{3_2}＝U₃-U₂、…、ΔU_{m_(m_1)}＝U_m-U_{m_1}

计算电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电两种情况下，同一段线路的线损电压降差值的绝对值，即：

|ΔU_{1_2}-ΔU_{2_1}|、|ΔU_{2_3}-ΔU_{3_2}|、…、|ΔU_{(m_1)_m}-ΔU_{m_(m_1)}|

通过分析其差值绝对值的大小，可以反映该段线路负荷用电功率与光伏单元输出功率匹配度的好与坏，差值绝对值越小，则说明匹配度越好，安装电网治理装置更有利于减少线损。

ΔU_min＝Min(|ΔU_{1_2}-ΔU_{2_1}|,|ΔU_{2_3}-ΔU_{3_2}|,…,|ΔU_{(m_1)_m}-ΔU_{m_(m_1)}|)

计算电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电两种情况下，在同一段线路区间的线损电压降值的平均值：

将在同一段线路区间的线损电压降值的平均值和其差值的绝对值进行除法计算，即：

得到在同一段线路中，电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电两种情况下电压差值小，而且线损电压降平均值大的一段线路，即在同一段线路区间上，线损电压降平均值与其差值绝对值的比值越大，则说明在该段线路区间安装电网治理装置可实现对两种供电方式下线损的有效治理。

(2)确定需要安装电网治理装置的线路区间及数量；

将同一段线路区间的线损电压降平均值与其差值绝对值的商，分别与线损大小界定值δ进行比较，当大于线损大小界定值δ时，则为需要安装电网治理装置的线段，电网治理装置安装在所选中线段的末端位置。如筛选出：

其中，两组算式中的(m_2)_(m_1)和(m_1)_m为需要安装电网治理装置的两条线段，线段数量用Un表示，则Un＝2。该线段数量Un也是安装电网治理装置的数量。由此确定需要安装电网治理装置的线段及数量。其中，电网治理装置安装在所选中线段的末端位置，如线段(m_2)_(m_1)中，则将电网治理装置安装在(m_1)的位置上。

(3)确定单台电网治理装置的功率及容量；

依据全年引起电压超标时的最大功率P_max与安装电网治理装置的数量Un进行除法计算，得到单台电网治理装置的输入输出功率P_d：

依据该线路的电网治理装置最大配置容量E_max与安装电网治理装置的数量Un进行除法计算，得到单台电网治理装置的容量E_d:

附图说明

图1为在线光伏发电系统的电网治理装置的配置系统结构图；

图2为在线光伏发电系统的电网治理装置的配置的分析方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。本发明实施方法具体如下：

如图1所示，应用本发明的在线光伏发电系统的由测控系统和M台光伏逆变器组成，其中M为整数，M≥1。

所述的M台光伏逆变器已安装在变压器低压侧三相线路的光伏发电单元中。光伏逆变器与测控系统可实现数据通讯。

测控系统位于配电网变压器低压侧的输出端，可读取台区电气信息，通过有线或无线网络读取台区内三相线路的光伏逆变器的数据。

所述的光伏逆变器可通过有线或无线网络通讯等方式将电流、电压、功率、电量、功率因数等电气信息传输到以上所述的测控系统中。

测控系统由多功能表、有线无线通讯接口、显示终端及数据分析控制器组成。其中多功能表为变压器低压侧三相电气测量仪表。数据分析控制器读取多功能表的数据和M台光伏逆变器数据，并进行分析。显示终端可手动录入存储M台光伏逆变器安装点的地理坐标、光伏安装容量、基本负荷特性和电网每段线路长度及阻抗。实时显示采集的数据、分析结果。

本发明在线光伏发电系统的电网治理装置的配置的分析方法的步骤如图2所示：

步骤一，依据M台光伏逆变器地点记录下当前位置的GPS定位坐标、光伏发电安装容量、负荷容量和属性。并确定所安装的M台光伏逆变器的设备地址码、所在相序及相对台区变压器的排列顺序关系，手工录入测控系统中。测控系统在线实时读取光伏逆变器所有数据、误差修正，并将实时采集到的数据与历史同时刻的数据比对，依据数据分析需要分别进行求和、求平均、最大值和最小值计算，并保存在测控系统中，在后续的在线光伏发电系统的电网治理装置的配置的分析方法中，依据此数据进行评估分析。

步骤二，分析电网供电特点：测控系统读取每台光伏逆变器的电压，若读取到的电压呈递减分布U₁≥U₂≥…≥U_m，则确定为电网向负荷供电，若读取到的电压呈递增分布U₁≤U₂≤…≤U_m，则确定为光伏向电网馈电。

步骤三，电网向负荷供电时，读取电网末端第M台光伏逆变器采集的最低电压数据，并推算出当电网电压下调5％、10％时的电压值。再将国标电压下限值U_{gb_min}与所有光伏逆变器采集的电压数据进行比较，确定当前引起电压超标的光伏逆变器S的位置并推算得到当电网电压下调5％、10％时的光伏逆变器S_5％、S_10％的位置，依据此位置计算出引起电压超标对应的负荷用电功率P_{s_m}、P_{s_m5％}、P_{s_m10％}。

其中，U_{gb_min}为国家电压标准范围的下限值198V；S、S_5％、S_10％分别为1～M台光伏逆变器中的一台；U_s、U_{s_5％}、U_{s_10％}分别为第S、S_5％、S_10％台光伏逆变器采集的电压。P_{s_m}、P_{s_m5％}、P_{s_m10％}分别为从第S、S_5％、S_10％台光伏逆变器处用户的负荷功率至最末端第M台光伏逆变器处用户的负荷功率之和。

步骤四，光伏发电向电网馈电时，测控系统利用多功能表功率、第M台光伏逆变器采集的电压数据和该线路光伏发电单元总的装机额定功率P_rzm，计算出在总的装机额定功率P_rzm下的第M台光伏逆变器的电压U_rm，依据此电压与第M台光伏逆变器采集的电压差值计算得到ΔU_rm，再通过国标上限电压U_{gb_max}与ΔU_rm做差值计算，得到在总装机额定功率输出时的超标电压值U_rs。依据此超标电压值U_rs，确定第S台光伏逆变器的位置，并检索从第S台光伏逆变器到电网末端的光伏装机额定功率P_{m_s}。

同时依据此超标电压值U_rs，计算出在总装机额定功率输出时，电网电压下调5％、10％时对应的超标电压值U_{s_5％}、U_{s_10％}，同时对应确定第S_5％、S_10％台光伏逆变器的位置，并对应检索从第S_5％、S_10％台光伏逆变器到电网末端的光伏装机额定功率P_{m5％_s}、P_{m10％_s}。

其中，r为该线路阻抗；P_z为当前测得该线路总输出功率；P_rzm为该线路的总光伏装机额定功率；U_m为当前测得该线路最末端第M台光伏逆变器的电压；U_rm为计算得到的当该线路所有光伏发电单元均以额定功率发电时末端产生的电压值。

步骤五，计算最佳电网电压等级和电网治理装置最大配置功率：通过测控系统分别对在不同电压等级下，电网为负荷供电与光伏发电向电网馈电时造成电压超标的功率进行差值绝对值计算，得到λ_{s_m}、λ_{s_m5％}、λ_{s_m10％}，通过λ_{s_m}、λ_{s_m5％}、λ_{s_m10％}之间的比较分析找到最小一组λ_min值，分析λ_min对应的一组数据，找出在两种供电方式下引起电压超标的最大功率P_max。其中，λ_{s_m}、λ_{s_m5％}、λ_{s_m10％}分别为当前电压和电压下调5％、10％条件下，电网为负荷供电造成电压超标的负荷功率，与对应电压等级的光伏发电向电网馈电造成电压超标输出功率的差值。λ_min为电压超标输出功率的最小差值。

步骤六，在同一相线路中，找出发生在同一线段中电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电下压降都大的几段线路，为重点电网治理几段线路，以此确定安装电网治理装置数量Un和位置。通过当前计算的引起全年电压超标的最大功率P_max和电量E_d，分别与安装电网治理装置数量Un进行除法运算，得到单台电网治理装置配置的功率P_d及容量E_d。

Claims (11)

1.一种在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法，所述的在线光伏发电系统的由测控装置和M台光伏逆变器组成，其中M为整数，M≥1；所述的M台光伏逆变器安装在台区内三相线路的光伏发电单元中；光伏逆变器与测控系统实现数据通讯；测控系统位于配电网变压器低压侧的输出端，读取台区内三相线路的光伏逆变器的数据，其特征在于，所述的控制方法步骤如下：

步骤一，现场记录台区下的光伏发电安装容量、负荷功率以及对应的光伏逆变器设备地址码、所在相序及相对台区变压器的排列顺序关系；

步骤二，分析电网供电方式的特点；

步骤三，计算电网向负荷供电时电压超标对应的负荷用电功率；

步骤四，计算光伏发电向电网馈电时电压超标对应的光伏发电功率；

步骤五，计算最佳的电网电压等级和电网治理装置最大配置容量；

步骤六，确定电网治理装置的安装数量及位置。

2.按照权利要求1所述的在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法，其特征在于，所述的步骤一中，依据M台光伏逆变器的安装地点记录下当前位置的GPS定位坐标、光伏发电安装容量、负荷功率和属性，并确定所安装的M台光伏逆变器的设备地址码、所在相序及相对台区变压器的排列顺序关系，手工录入到测控系统中；测控系统在线实时读取光伏逆变器的所有数据，将实时采集到的光伏逆变器的数据与历史同时刻的数据比对，分别进行求和、求平均、最大值和最小值计算，并保存在测控系统中，用于电网治理装置的配置分析。

3.按照权利要求1所述的在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法，其特征在于，所述的步骤二中，测控系统读取每台光伏逆变器的电压，若读取到的电压呈递减分布：U₁≥U₂≥…≥U_m，则确定为电网向负荷供电，若读取到的电压呈递增分布：U₁≤U₂≤…≤U_m，则确定为光伏向电网馈电；

其中，U₁为第一台光伏逆变器采集的电压，U₂为第二台光伏逆变器采集的电压，…，U_m为第M台光伏逆变器采集的电压。

4.按照权利要求1所述的在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法，其特征在于，所述的步骤三中，电网向负荷供电时，读取电网末端第M台光伏逆变器采集的最低电压数据，并推算出当电网电压下调5％、10％时的电压值。再将国标电压下限值U_{gb_min}与所有光伏逆变器采集的电压数据进行比较，确定当前引起电压超标的第S台光伏逆变器的位置，并推算得到当电网电压下调5％、10％时的第S_5％、S_10％台光伏逆变器的位置，依据此位置计算出引起电压超标对应的负荷用电功率P_{s_m}、P_{s_m5％}、P_{s_m10％}；

其中，U_{gb_min}为国家电压标准范围的下限值198V；S、S_5％、S_10％分别为M台光伏逆变器中的一台；U_s、U_{s_5％}、U_{s_10％}分别为第S、S_5％、S_10％台光伏逆变器采集的电压；P_{s_m}、P_{s_m5％}、P_{s_m10％}分别为从第S、S_5％、S_10％台光伏逆变器处用户负荷功率至最末端第M台光伏逆变器处用户负荷功率之和。

5.按照权利要求4所述的在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法，其特征在于，所述的电网向负荷供电时，计算电网向负荷供电时超标电压对应的负荷用电功率的方法如下：

(1)读取线路末端最低电压，计算当电网电压下调5％、10％时的电网末端电压值；

测控系统通过计算得到线路最末端第M台光伏逆变器采集的最低电压U_m在电网电压下调5％和10％后的值，即：

U_{m_5％}＝U_m(1-5％)

U_{m_10％}＝U_m(1-10％)

其中，U_m为线路最末端第M台光伏逆变采集的最低电压，U_{m_5％}为电网电压下调5％时的线路最末端的电压值，U_{m_10％}为电网电压下调10％时的线路最末端的电压值；

(2)确定当前引起电压超标和电网电压下调5％、10％后引起电压超标的光伏逆变器S、S_5％、S_10％的位置；

测控系统将读取到的所有光伏逆变器的电压分别与国标下限电压U_{gb_min}进行比较，当判断到第S台光伏逆变器采集的电压近似或等于国标下限电压U_{gb_min}，即U_s≈U_{gb_min}时，测控系统将从第S台光伏逆变器处至线路末端之间的所有负荷功率求和，得到引起电压超标的负荷功率P_{s_m}，即：

其中，i为1～M的整数，S为M台光伏逆变器中的一台；

由于电网电压下调5％，电网末端电压U_m同步下调到U_{m_5％}后该线路超标电压点同步改变为：

当判断到第S_5％台光伏逆变器采集的电压近似或等于U_{s_5％}时，测控系统将从第S_5％台光伏逆变器处至线路末端间的所有负荷功率求和，得到引起电压超标的负荷功率P_{s_m5％}，即：

其中，i为光伏逆变器，为1～M的整数，S_5％为M台光伏逆变器中的一台；

由于电网电压下调10％，电网末端电压U_m同步下调到U_{m_10％}后该线路超标电压点同步改变为：

当判断到第S_10％台光伏逆变器采集的电压，近似或等于U_{s_10％}时，测控系统将从第S_10％台光伏逆变器处至线路末端间的所有负荷功率求和，得到引起电压超标的负荷功率P_{s_m10％}，即：

其中，i为光伏逆变器，为1～M的整数，S_10％为1～M台光伏逆变器中的一台；

由于电网电压下调10％，电网末端电压U_m同步下调到U_{m_10％}后该线路超标电压点同步改变为：

当判断到第S_10％台光伏逆变器采集的电压，近似或等于U_{s_10％}时，测控系统将从第S_10％台光伏逆变器处至线路末端间的所有负荷功率求和，得到引起电压超标的负荷功率P_{s_m10％}，即：

其中，i为光伏逆变器，为1～M的整数，S_10％为M台光伏逆变器中的一台。

6.按照权利要求1所述的在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法，其特征在于，所述的步骤四中，光伏发电向电网馈电时，测控系统利用其多功能表采集的功率、第M台光伏逆变器采集的电压数据和该线路光伏发电单元总的装机额定功率P_rzm，计算出在总装机额定功率P_rzm下的第M台光伏逆变器的电压U_rm，依据此电压与第M台光伏逆变器采集的电压做差值计算，得到总装机额定功率P_rzm下的某台光伏逆变器的电压与该台光伏逆变器采集的电压之差ΔU_rm，通过国标上限电压U_{gb_max}与总装机额定功率P_rzm下的某台光伏逆变器的电压与该台光伏逆变器采集的电压之差ΔU_rm做差值计算，得到在总装机额定功率输出时的超标电压值U_rs；依据此超标电压值U_rs，确定第S台光伏逆变器的位置，并检索从第S台光伏逆变器到电网末端的光伏装机额定功率P_{m_s}；

同时依据此超标电压值U_rs，计算出在总装机额定功率输出时，电网电压下调5％、10％时对应的超标电压值U_{s_5％}、U_{s_10％}，确定对应的第S_5％、S_10％台光伏逆变器的位置，并检索从第S_5％、S_10％台光伏逆变器到电网末端的光伏装机额定功率P_{m5％_s}、P_{m10％_s}；

其中，r为该线路阻抗；P_z为当前测得该线路总输出功率；P_rzm为该线路的总光伏装机额定功率；U_m为当前测得该线路最末端第M台光伏逆变器的电压；U_rm为所有光伏单元均以额定功率发电时，第M台光伏逆变器的电压。

7.按照权利要求6所述的在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法，其特征在于，计算光伏发电向电网馈电时电压超标对应的光伏发电功率的方法如下：

当读取到的光伏逆变器电压呈递增分布U₁≤U₂≤…≤U_m时，则是由光伏发电向电网馈电；测控系统将该线路上的所有光伏发电机组装机额定功率P_PV求和，得到该线路总的光伏装机额定功率P_rzm：

其中，i为1～M的整数。

测控系统在负荷最小时刻读取第M台光伏逆变器电压U_m，在不考虑线损、线路感抗和负荷的条件下，计算出在所有光伏单元均以额定功率发电时，第M台光伏逆变器的电压U_rm：

其中，r为该线路阻抗；P_z为当前测得该线路总输出功率；P_rzm为该线路的总光伏装机额定功率；U_m为当前测得该线路最末端光伏逆变器M的电压；U_rm为计算得到的所有光伏单元均以额定功率发电时，第M台光伏逆变器的电压；

在此情况下，

(1)分别计算当电网电压下调5％、10％，所有光伏单元均以额定功率发电时，线路最末端的第M台光伏逆变器的电压值；

测控系统分别计算当电网电压下调5％和10％，且在该线路上所有光伏发电单元均以额定功率发电时，第M台光伏逆变器的电压计算值U_rm：

U_{m_5％}＝U_rm(1-5％)

U_{m_10％}＝U_rm(1-10％)

其中，U_rm为在该线路所有光伏单元均以额定功率输出时第M台光伏逆变器的电压，U_{m_5％}为当电网电压下调5％时的第M台光伏逆变器的电压，U_{m_10％}为当电网电压下调10％时的第M台光伏逆变器的电压；

(2)确定在该线路所有光伏单元均以额定功率输出时，引起电压超标和电网电压下调5％、10％后引起电压超标的光伏逆变器S、S_5％、S_10％的位置；

将总装机额定功率输出时第M台光伏逆变器的电压U_rm与第M台光伏逆变器采集的电压U_m做差值计算，得到ΔU_rm：

ΔU_rm＝U_rm-U_m

通过国标上限电压U_{gb_max}与ΔU_rm做差值计算，得到在总装机额定功率输出时的超标电压值U_rs：

U_rs＝U_{gb_max}-ΔU_rm

将测控系统读到的所有光伏逆变器的电压值，分别与超标电压值U_rs比较，当判断到第S台光伏逆变器采集的电压近似或等于超标电压值U_rs时，测控系统检索从第S台光伏逆变器到电网末端的光伏装机额定功率，并计算出该段线路光伏总装机额定功率P_{m_s}：

该功率也是引起电压超标的光伏发电功率。其中，i为光伏逆变器，为1～M的整数，S为M台光伏逆变器中的一台；

由于电网电压下调5％，电网末端电压U_rm同步下调到U_{m_5％}，则该线路超标电压点U_{s_5％}同步改变为：

测控系统当判断到第S_5％台光伏逆变器采集的电压，近似或等于U_{s_5％}时，测控系统检索从第S_5％台光伏逆变器到电网末端的光伏装机额定功率，并计算出该段线路光伏总装机额定功率P_{m5％_s}：

该功率也是引起电压超标的光伏发电功率。其中，i为为光伏逆变器，为1～M的整数，S_5％为M台光伏逆变器中的一台；

由于电网电压下调10％，电网末端电压U_rm同步下调到U_{m_10％}，则该线路超标电压点U_{s_10％}同步改变为：

测控系统当判断到第S_10％台光伏逆变器S_10％采集的电压近似或等于U_{s_10％}时，测控系统检索从第S_10％台光伏逆变器到电网末端的光伏装机额定功率，并计算出该段线路装机额定光伏功率P_{m10％_s}：

该功率也是引起电压超标的光伏发电功率；

其中，i为光伏逆变器，为1～M的整数，S_10％为M台光伏逆变器中的一台。

8.按照权利要求1所述的在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法，其特征在于，所述的步骤五中，通过测控系统分别对在不同电压等级下，电网为负荷供电与光伏发电向电网馈电时造成电压超标的功率进行差值绝对值计算，得到λ_{s_m}、λ_{s_m5％}、λ_{s_m10％}，通过λ_{s_m}、λ_{s_m5％}、λ_{s_m10％}之间的比较分析找到差值绝对值最小的一组λ_min，分析该差值绝对值最小的一组λ_min对应的一组数据，找出在两种供电方式下引起电压超标的最大功率P_max；其中，λ_{s_m}、λ_{s_m5％}、λ_{s_m10％}分别为当前电压和下调5％、10％电压等级条件下，电网为负荷供电造成电压超标的负荷功率，与对应电压等级的光伏发电向电网馈电造成电压超标输出功率的差值；λ_min为电压超标输出功率的最小差值绝对值。

9.按照权利要求8所述的在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法，其特征在于，计算最佳的电网电压等级和电网治理装置最大配置容量的方法如下；

(1)分析计算最佳电网电压等级；

测控系统计算在不同电网电压等级下电网为负荷供电与光伏发电向电网馈电时造成电压超标的功率差值绝对值：

|P_{s_m}-P_{m_s}|＝λ_{s_m}

|P_{s_m5％}-P_{m5％_s}|＝λ_{s_m5％}

|P_{s_m10％}-P_{m10％_s}|＝λ_{s_m10％}

其中，λ_{s_m}、λ_{s_m5％}、λ_{s_m10％}分别为当前电压和电网电压下调5％、10％情况下，电网为负荷供电造成电压超标的负荷功率，与对应相同电网电压等级下光伏发电向电网馈电造成电压超标输出功率的差值绝对值；

在同一段线路中，通过以上计算，分析找到在两种供电方式下，使功率趋近于平衡的电网电压等级，即在同一电流条件下，当电网电压降低5％，导致光伏发电引起电压超标功率减少，系统为负荷供电引起电压超标功率增加，当光伏发电功率与电网为负荷供电功率差值越小时，越有利于安装电网治理装置对电网进行治理；电网电压降低10％原理同上；由此通过对当前电压和电网电压下调5％、10％情况下，电网为负荷供电造成电压超标的负荷功率与对应电压等级的光伏发电向电网馈电造成电压超标输出功率的差值λ_{s_m}、λ_{s_m5％}、λ_{s_m10％}的比较分析，找到最小的一组差值λ_min：

λ_min＝Min(λ_{s_m},λ_{s_m5％},λ_{s_m10％})

其中，λ_min为电压超标功率的最小差值，λ_min值反映在该电网电压等级下，电网为负荷供电造成电压超标的负荷功率与光伏发电向电网馈电造成电压超标输出功率相差最小；

(2)计算分析引起电压超标的最大功率P_max以及电量E_max；

通过对电压超标输出功率的最小差值λ_min所对应的一组数据进行分析，得到在两种供电方式下引起电压超标的最大功率P_max，如：λ_min＝λ_{s_m5％}，则通过算式：

λ_{s_m5％}＝|P_{s_m5％}-P_{m5％_s}|

分析出引起电压超标的最大功率P_max为：

P_max＝Max(P_{s_m5％},P_{m5％_s})

该最大功率P_max则为电网治理装置所需配置的最大功率，对应的电网电压等级为电网将要调整的电网电压等级；

测控系统检索存储数据中在电网供电时的历史电压超标最长持续时间t，并将该持续时间t与引起电压超标时的全年最大功率P_max做乘积计算，得到引起电压超标时的最大电量E_max；

E_max＝P_max×t

该容量为该线路的电网治理装置最大配置容量E_max。

10.按照权利要求1所述的在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法，其特征在于，所述的步骤六中，在同一相线路中，找出发生在同一线段中电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电下压降均大的几段线路，这几段线路为重点电网治理的线路，以此确定安装电网治理装置数量Un和位置；通过当前计算的引起全年电压超标的最大功率P_max和电量E_d，分别与安装电网治理装置数量Un进行除法运算，得到单台电网治理装置配置的功率P_d及容量E_d。

11.按照权利要求10所述的在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法，其特征在于，确定电网治理装置的安装数量Un及位置的方法如下；

(1)分析在两种供电模式下线损最大的线段；

由于线路阻抗及线路电流产生的线损电压降为：

ΔU＝I×r

其中，r为该线路阻抗，为定值，I为该线路电流，ΔU为某段线路的线损电压降，ΔU越大负荷功率越大，反之负荷功率越小；

通过对电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电的线路损耗分析，确定最大线损的区间，尤其是当线损增大发生在两种供电方式下的同一区间时，该区间为安装电网治理装置的地点；

在电网向负荷供电条件下，分析由第S、S_5％、S_10％台光伏逆变器到第M台光伏逆变器之间每一段线路的负荷用电功率大小，其中，S、S_5％、S_10％为M台光伏逆变器中的一台；由电网线路的始端到末端，依次将第一台光伏逆变器采集的电压U₁与第二台光伏逆变器采集的电压U₂做差值计算，得到差值ΔU_{1_2}，将第二台光伏逆变器采集的电压U₂与第三台光伏逆变器采集的电压U₃做差值计算，得到差值ΔU_{2_3}，如此类推，第M-2台光伏逆变器采集的电压U_{m_2}值与第M-1台光伏逆变器采集的电压U_{m_1}做差值计算得到ΔU_{(m_2)_(m_1)}，第M-1台光伏逆变器采集的电压U_{m_1}与最末端第M台光伏发电单元的输出端电压U_m做差值计算，得到差值ΔU_{(m_1)_m}，即：

ΔU_{1_2}＝U₁-U₂、ΔU_{2_3}＝U₂-U₃、…、ΔU_{(m_1)_m}＝U_{m_1}-U_m

同理，在光伏发电向电网馈电的条件下，分析由第S、S_5％、S_10％台光伏逆变器到第M台光伏逆变器之间每一段线路的光伏发电功率大小，其中S、S_5％、S_10％为M台光伏逆变器中的一台；由电网线路的始端到末端，依次将第二台光伏逆变器采集的电压U₂与第一台光伏逆变器采集的电压U₁做差值计算，得到ΔU_{2_1}，第三台光伏逆变器采集的电压U₃与第二台光伏逆变器采集的电压U₂做差值计算，得到ΔU_{3_2}，如此类推，第M-1台光伏逆变器的电压值U_{m_1}与第M-2台光伏逆变器采集的电压U_{m_2}做差值计算，得到ΔU_{(m_1)_(m_2)}，最末端第M台光伏逆变器的电压值U_m与第M-1台光伏逆变器采集的电压U_{m_1}做差值计算得到ΔU_{m_(m_1)}，即：

ΔU_{2_1}＝U₂-U₁、ΔU_{3_2}＝U₃-U₂、…、ΔU_{m_(m_1)}＝U_m-U_{m_1}

计算电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电两种情况下，同一段线路的线损电压降差值的绝对值，即：

|ΔU_{1_2}-ΔU_{2_1}|、|ΔU_{2_3}-ΔU_{3_2}|、…、|ΔU_{(m_1)_m}-ΔU_{m_(m_1)}|

差值绝对值的大小反映该段线路负荷用电功率与光伏单元输出功率匹配度的好与坏，差值绝对值越小，则说明匹配度越好，安装电网治理装置更有利于减少线损；

ΔU_min＝Min(|ΔU_{1_2}-ΔU_{2_1}|,|ΔU_{2_3}-ΔU_{3_2}|,…,|ΔU_{(m_1)_m}-ΔU_{m_(m_1)}|)

计算电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电两种情况下，在同一段线路区间的线损电压降值的平均值：

将在同一段线路区间的线损电压降值的平均值和其差值的绝对值进行除法计算，即：

得到在同一段线路中，电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电两种情况下电压差值小，而且线损电压降平均值大的一段线路，即在同一段线路区间上，线损电压降平均值与其差值绝对值的比值越大，则说明在该段线路区间安装电网治理装置可实现对两种供电方式下线损的有效治理；

(2)确定需要安装电网治理装置的线路区间及数量；

将同一段线路区间的线损电压降平均值与其差值绝对值的商，分别与线损大小界定值δ进行比较，当大于线损大小界定值δ时，则为需要安装电网治理装置的线段，电网治理装置安装在所选中线段的末端位置；

(3)确定单台电网治理装置的功率及容量；

依据全年引起电压超标时的最大功率P_max与安装电网治理装置的数量Un进行除法计算，得到单台电网治理装置的输入输出功率P_d：

依据该线路的电网治理装置最大配置容量E_max与安装电网治理装置的数量Un进行除法计算，得到单台电网治理装置的容量E_d：