CN110854935B - 一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法 - Google Patents

一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法，实现光伏电站包含样板逆变器的有功功率自动控制，当非样板逆变器全部停机仍无法满足调度指令时，自动调节样板逆变器有功功率，提高光伏电站自动控制水平。获取光伏电站逆变器设计参数,将样板逆变器和非样板逆变器分组；实时采集获取光伏电站并网点的实际有功功率P0；实时采集获取光伏电站并网点有功功率目标值Ptarget；计算光伏电站有功功率调节变化量ΔP；判断光伏电站有功功率调节变化量ΔP是否在有功功率调节死区阈值ζ的范围内，若有功功率调节变化量ΔP大于有功功率调节死区阈值ζ。弥补了当前光伏电站有功功率控制方法无法调节样板逆变器的不足。

Description

一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法
技术领域
本发明涉及一种光伏电站有功功率自动控制方法，特别涉及一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法。
背景技术
近年来，随着光伏发电的规模化建设，光伏发电并网容量不断增加，对电网运行安全的影响也越来越大。在实际运行中，光伏电站也需要按照电网调度的要求对有功功率进行调节，GB/T19964-2012《光伏电站接入电力系统技术规定》对光伏电站有功功率的自动调节功能作出了明确要求，同时，《光伏理论发电功率及受阻电量计算方法》要求光伏电站采用样板逆变器法计算其理论功率和受阻电量；样板逆变器指光伏电站内设备状况良好、运行稳定，且地理位置、型号、电池板类型、材料等具有代表性的逆变器，样板逆变器在正常运行时不参加出力调整，处于完全自行运行状态。
现有的光伏电站有功功率自动控制方法能够实现对非样板逆变器有功功率的自动控制，但对于样板逆变器，一种是未将其纳入自动控制的范畴，即目前光伏电站多采取的人工调节方式；另一种是将样板逆变器当作普通逆变器来进行无差别调节。这两类控制方式存在下述缺陷：（1）人工调节存在操作频繁和人工成本高的缺点，操作人员需要根据调度调节要求手动控制样板逆变器的启停和升降功率；（2）当电网面临紧急情况或无法消纳光伏发电时，急需光伏电站出力快速降低至样板逆变器容量以下时，人工调节不能及时响应、调节误差大，无法达到电网要求的控制目标，影响电网整体安全稳定；（3）将样板逆变器当作普通逆变器来进行无差别调节的方式，没有将样板逆变器单独分组进行调节，在每次调整出力时，样板逆变器都会处于限功率模式运行，根据其有功功率计算得到的理论功率和受阻电量准确度会受到影响，失去了设置样板逆变器的意义。
发明内容
本发明提供了一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法，实现光伏电站包含样板逆变器的有功功率自动控制，当非样板逆变器全部停机仍无法满足调度指令时，自动调节样板逆变器有功功率，提高光伏电站自动控制水平。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法，包括以下步骤：
第一步、获取光伏电站逆变器设计参数,将样板逆变器和非样板逆变器分组；
第二步、实时采集获取光伏电站并网点的实际有功功率P0；
第三步、实时采集获取光伏电站并网点有功功率目标值Ptarget；
第四步、计算光伏电站有功功率调节变化量ΔP；
第五步、判断光伏电站有功功率调节变化量ΔP是否在有功功率调节死区阈值ζ的范围内，若有功功率调节变化量ΔP大于有功功率调节死区阈值ζ，则进入第六步，若有功功率调节变化量ΔP小于或等于有功功率调节死区阈值ζ，则返回到第三步；
第六步、实时计算光伏电站的样板逆变器当前最大可发有功功率Pym；
第七步、计算光伏电站的有功功率偏差ΔP1；
第八步、判断光伏电站的有功功率偏差ΔP1是正值还是负值，若，光伏电站的有功功率偏差ΔP1为非负值，则保持样板逆变器以最大出力模式运行，并将指令按一定方式分配后由非样板逆变器进行调节；若，光伏电站的有功功率偏差ΔP1为负值，则以一定的速率降低非样板逆变器的有功功率直到全部停机，并将指令按一定方式分配后由样板逆变器进行调节；
第九步、等待逆变器执行指令动作完成后，返回到第五步。
获取光伏电站逆变器设计参数，包括逆变器有功额定容量、当前有功出力、实时调节上限、辐照度、光伏组件的温度、是否为样板逆变器；第四步中所述的有功功率调节变化量ΔP是根据光伏电站并网点的有功功率目标值Ptarget和光伏电站并网点的实际输出的有功功率值P0而获得，其中ΔP=|Ptarget- P0|；
第五步中将所述的有功功率调节变化量ΔP与有功功率调节死区阈值ζ进行比较，若所述有功功率调节变化量ΔP大于有功功率调节死区阈值ζ，则确定需要调节所述光伏电站的有功功率；否则不需要调节所述光伏电站的有功功率，继续采集光伏电站并网点有功功率目标值Ptarget，所述有功功率调节死区阈值ζ根据有关标准和电网调度要求预先设定。
光伏电站的样板逆变器当前最大可发有功功率Pym是根据辐照度和光伏组件的温度进行计算的；有功功率偏差ΔP1是根据光伏电站并网点有功功率目标值Ptarget与样板逆变器当前最大可发有功功率Pym而获得的，其中ΔP1=Ptarget-Pym，所述样板逆变器当前最大可发有功功率Pym为所述光伏电站中所有样板逆变器在最大有功功率输出模式下可发有功功率之和。
在第八步中，将有功功率偏差ΔP1与0比较，根据判断结果决定光伏电站有功功率自动控制策略。
在第九步中，光伏电站在接收到电网调度的有功指令后，在保证样板逆变器有功最大出力的前提下，优先调节非样板逆变器出力；当非样板逆变器全部停机仍高于调度有功指令时，再调节样板逆变器的有功功率，将指令按一定方式分配具体为按相似裕度分配，即逆变器当前可发有功功率越大，分配得到的指令份额越多。
一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法的实现系统，由通信处理单元、存储运算单元和控制输出单元构成，其中，通信处理单元提供与光伏电站各系统连接的接口和通信协议，用于实时采集获取目标功率指令、光伏电站实际功率、光伏逆变器状态等数据并进行处理；存储运算单元根据通信处理单元获取的数据计算分配到站内各光伏逆变器的目标出力，并存储实时和历史数据；控制输出单元用于向光伏逆变器输出调节指令，控制各样板逆变器和非样板逆变器改变有功功率或开停机。
本发明将光伏电站样板逆变器纳入到有功功率自动控制的范围，当非样板逆变器全部停机仍无法满足调度指令时，可以自动调节样板逆变器的有功功率，既保证了样板逆变器数据的长期有效性，又使其能够在必要的时候参与调节，弥补了当前光伏电站有功功率控制方法无法调节样板逆变器的不足，有效减轻光伏电站操作人员的劳动强度，提升样板逆变器调节的精度，极大程度地提高了光伏电站有功功率自动控制水平，并且易于应用；可避免由于样板逆变器不参与有功功率自动调节造成的光伏电站出力无法跟随网调有功指令的情况，使光伏电站受到电网考核，影响光伏电站收益。
附图说明
图1是本发明的控制方法流程图；
图2是本发明的实现系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法，包括以下步骤：
第一步、获取光伏电站逆变器设计参数,将样板逆变器和非样板逆变器分组；
第二步、实时采集获取光伏电站并网点的实际有功功率P0；
第三步、实时采集获取光伏电站并网点有功功率目标值Ptarget；
第四步、计算光伏电站有功功率调节变化量ΔP；
第五步、判断光伏电站有功功率调节变化量ΔP是否在有功功率调节死区阈值ζ的范围内，若有功功率调节变化量ΔP大于有功功率调节死区阈值ζ，则进入第六步，若有功功率调节变化量ΔP小于或等于有功功率调节死区阈值ζ，则返回到第三步；
第六步、实时计算光伏电站的样板逆变器当前最大可发有功功率Pym；
第七步、计算光伏电站的有功功率偏差ΔP1；
第八步、判断光伏电站的有功功率偏差ΔP1是正值还是负值，若，光伏电站的有功功率偏差ΔP1为非负值，则保持样板逆变器以最大出力模式运行，并将指令按一定方式分配后由非样板逆变器进行调节；若，光伏电站的有功功率偏差ΔP1为负值，则以一定的速率降低非样板逆变器的有功功率直到全部停机，并将指令按一定方式分配后由样板逆变器进行调节；
第九步、等待逆变器执行指令动作完成后，返回到第五步。
获取光伏电站逆变器设计参数，包括逆变器有功额定容量、当前有功出力、实时调节上限、辐照度、光伏组件的温度、是否为样板逆变器；第四步中所述的有功功率调节变化量ΔP是根据光伏电站并网点的有功功率目标值Ptarget和光伏电站并网点的实际输出的有功功率值P0而获得，其中ΔP=|Ptarget- P0|。
第五步中将所述的有功功率调节变化量ΔP与有功功率调节死区阈值ζ进行比较，若所述有功功率调节变化量ΔP大于有功功率调节死区阈值ζ，则确定需要调节所述光伏电站的有功功率；否则不需要调节所述光伏电站的有功功率，继续采集光伏电站并网点有功功率目标值Ptarget，所述有功功率调节死区阈值ζ根据有关标准和电网调度要求预先设定。
光伏电站的样板逆变器当前最大可发有功功率Pym是根据辐照度和光伏组件的温度进行计算的；有功功率偏差ΔP1是根据光伏电站并网点有功功率目标值Ptarget与样板逆变器当前最大可发有功功率Pym而获得的，其中ΔP1=Ptarget-Pym，所述样板逆变器当前最大可发有功功率Pym为所述光伏电站中所有样板逆变器在最大有功功率输出模式下可发有功功率之和。
在第八步中，将有功功率偏差ΔP1与0比较，根据判断结果决定光伏电站有功功率自动控制策略。
在第九步中，光伏电站在接收到电网调度的有功指令后，在保证样板逆变器有功最大出力的前提下，优先调节非样板逆变器出力；当非样板逆变器全部停机仍高于调度有功指令时，再调节样板逆变器的有功功率，将指令按一定方式分配具体为按相似裕度分配，即逆变器当前可发有功功率越大，分配得到的指令份额越多；所述等待逆变器执行指令动作完成是根据逆变器实际情况进行设置；当检测到所述光伏电站样板逆变器设置发生变化时，自动对样板逆变器和非样板逆变器重新进行分组。
一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法的实现系统，由通信处理单元、存储运算单元和控制输出单元构成，其中，通信处理单元提供与光伏电站各系统连接的接口和通信协议，用于实时采集获取目标功率指令、光伏电站实际功率、光伏逆变器状态等数据并进行处理；存储运算单元根据通信处理单元获取的数据计算分配到站内各光伏逆变器的目标出力，并存储实时和历史数据；控制输出单元用于向光伏逆变器输出调节指令，控制各样板逆变器和非样板逆变器改变有功功率或开停机。

Claims (7)

1.一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法，包括以下步骤：
第一步、获取光伏电站逆变器设计参数,将样板逆变器和非样板逆变器分组；
第二步、实时采集获取光伏电站并网点的实际有功功率P0；
第三步、实时采集获取光伏电站并网点有功功率目标值Ptarget；
第四步、计算光伏电站有功功率调节变化量ΔP；
第五步、判断光伏电站有功功率调节变化量ΔP是否在有功功率调节死区阈值ζ的范围内，若有功功率调节变化量ΔP大于有功功率调节死区阈值ζ，则进入第六步，若有功功率调节变化量ΔP小于或等于有功功率调节死区阈值ζ，则返回到第三步；
第六步、实时计算光伏电站的样板逆变器当前最大可发有功功率Pym；
第七步、计算光伏电站的有功功率偏差ΔP1；
第八步、判断光伏电站的有功功率偏差ΔP1是正值还是负值，若，光伏电站的有功功率偏差ΔP1为非负值，则保持样板逆变器以最大出力模式运行，并将电网调度的有功指令，按相似裕度分配后，由非样板逆变器进行调节；若，光伏电站的有功功率偏差ΔP1为负值，则以一定的速率降低非样板逆变器的有功功率直到全部停机，并将电网调度的有功指令，按相似裕度分配后，由样板逆变器进行调节；
第九步、等待逆变器执行电网调度的有功指令动作完成后，返回到第五步。
2.根据权利要求1所述的一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法，其特征在于，获取光伏电站逆变器设计参数，包括逆变器有功额定容量、当前有功出力、实时调节上限、辐照度、光伏组件的温度、是否为样板逆变器；第四步中所述的有功功率调节变化量ΔP是根据光伏电站并网点的有功功率目标值Ptarget和光伏电站并网点的实际输出的有功功率值P0而获得，其中ΔP=|Ptarget- P0|。
3.根据权利要求2所述的一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法，其特征在于，第五步中将所述的有功功率调节变化量ΔP与有功功率调节死区阈值ζ进行比较，若所述有功功率调节变化量ΔP大于有功功率调节死区阈值ζ，则确定需要调节所述光伏电站的有功功率；否则不需要调节所述光伏电站的有功功率，继续采集光伏电站并网点有功功率目标值Ptarget，所述有功功率调节死区阈值ζ根据有关标准和电网调度要求预先设定。
4.根据权利要求3所述的一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法，其特征在于，光伏电站的样板逆变器当前最大可发有功功率Pym是根据辐照度和光伏组件的温度进行计算的；有功功率偏差是根据光伏电站并网点有功功率目标值Ptarget与样板逆变器当前最大可发有功功率Pym而获得的，其中ΔP1=Ptarget-Pym，所述样板逆变器当前最大可发有功功率Pym为所述光伏电站中所有样板逆变器在最大有功功率输出模式下可发有功功率之和。
5.根据权利要求4所述的一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法，其特征在于，在第八步中，将有功功率偏差ΔP1与0比较，根据判断结果决定光伏电站有功功率自动控制策略。
6.根据权利要求5所述的一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法，其特征在于，在第九步中，光伏电站在接收到电网调度的有功指令后，在保证样板逆变器有功最大出力的前提下，优先调节非样板逆变器出力；当非样板逆变器全部停机仍高于调度有功指令时，再调节样板逆变器的有功功率，将指令按一定方式分配具体为按相似裕度分配，即逆变器当前可发有功功率越大，分配得到的指令份额越多。
7.如权利要求1所述的一种样板逆变器参与的光伏电站有功功率自动控制方法的实现系统，由通信处理单元、存储运算单元和控制输出单元构成，其中，通信处理单元提供与光伏电站各系统连接的接口和通信协议，用于实时采集获取目标功率指令、光伏电站实际功率、光伏逆变器状态数据并进行处理；存储运算单元根据通信处理单元获取的数据计算分配到站内各光伏逆变器的目标出力，并存储实时和历史数据；控制输出单元用于向光伏逆变器输出调节指令，控制各样板逆变器和非样板逆变器改变有功功率或开停机。
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