CN110970929B - 自发自用型分布式光伏电站逆功率控制模块、方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自发自用型分布式光伏电站逆功率控制模块、方法和系统，其中控制方法包括：判断是否出现逆功率；检索工厂总进线开关有功功率P和工厂倒送功率最大阈值TripP的关系：判断工厂总进线开关有功功率情况；检索工厂总进线开关有功功率P和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系；优化逆变器功率设定值；检索总逆变器有功功率ΣNBQP、总逆变器功率设定值ΣNBQPset和TargetP的关系。控制模块是用于实现控制方法的。控制系统中的核心即为可以实现控制方法的控制模块。本发明充分考虑了引起逆功率情况的两大因数，即工厂大负荷设备功率变化和逆变器出力变化，实现了电站逆功率自动控制。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，具体涉及一种自发自用型分布式光伏电站逆功率控制模块、方法和系统。
背景技术
分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。它一般接入低于35千伏或更低电压等级的电网。目前分布式光伏发电系统并网模式可分为自发自用余电上网、全部上网、全部自用三种类型，前两种模式较为普遍，但对于某些特殊地区用户侧的并网模式必须采用全部自用型，即多余电量不允许向上级电网逆向送电。在并网发电系统中，由于外部辐照和温度不断变化，光伏方阵的出力也会随着变化，为到达防逆流控制的效果，又能使系统匹配负载将电能消耗掉，系统需要配置逆功率控制功能。
自发自用型分布式光伏发电站一般建设在工业厂房内，光伏电站出线总开关接入工厂供电回路中，当工厂负荷小于电站出力时，工厂总进线开关就会对电网倒送电，由于光伏电站本身的接入电网要求，电站装机容量设计就需要充分的考虑工厂负荷情况。同时由于工厂投运多少设备的不确定性和光伏发电自身存在的随机性，还是会存在向电网倒送电的风险，所以电站建设时需要配置逆功率控制系统，实时的监测发电设备有功功率和工厂重要设备负荷情况，对电站发电设备运行进行自动控制来满足电站运行要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种自发自用型分布式光伏电站逆功率控制模块、方法和系统。
本发明所采用的技术方案如下：
一种自发自用型分布式光伏电站逆功率控制方法，包括：
ST1.判断是否出现逆功率；检索工厂总进线开关有功功率P和工厂倒送功率最大阈值TripP的关系：当P>TripP，出现逆功率情况，对所有通讯正常且开机的逆变器下发关机指令，并把关机的逆变器的逆变器功率设定值NBQPset设置为最小；当P≤TripP，没有出现逆功率情况，进入步骤ST2；
ST2.判断工厂总进线开关有功功率情况；检索工厂总进线开关有功功率P和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系；SP为工厂用电时正常运行功率最大值TargetP控制死区功率；当P>TargetP+SP，降低逆变器功率设定值NBQPset；如果逆变器功率设定值NBQPset已经为最小，分析开机的逆变器能否关机，并对可以关机的逆变器下发关机命令；当P≤TargetP+SP，检索通讯正常且关机的逆变器，分析关机的逆变器能否开机，并对可以开机的逆变器下发开机指令；如果逆变器都已开机，进入步骤ST3；
ST3.优化逆变器功率设定值；检索总逆变器有功功率ΣNBQP、总逆变器功率设定值ΣNBQPset和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系；当P+ΣNBQPset-ΣNBQP>TargetP+SP，降低逆变器功率设定值NBQPset；当P+ΣNBQPset-ΣNBQP<TargetP-SP，提高逆变器功率设定值NBQPset。
其进一步的技术方案为，在步骤ST2中，降低逆变器功率设定值NBQPset的方法是：检索通讯正常且开机的逆变器，如果逆变器功率设定值NBQPset大于逆变器最小功率设定值NBQMinP，则重新计算总逆变器功率设定值ΣNBQPset：ΣNBQPset＝min(ΣNBQPset，ΣNBQP)-(P-TargetP)；按照每个逆变器容量占比，对每个逆变器重新设置逆变器功率设定值NBQPset。
其进一步的技术方案为，在步骤ST2中，如果逆变器功率设定值NBQPset已经为最小，根据P-NBQP＜TargetP的条件，计算逆变器关机个数并对可以关机的逆变器下发关机命令。
其进一步的技术方案为，在步骤ST2中，根据P+NBQMinP＜TargetP的条件，分析关机的逆变器能否开机。
其进一步的技术方案为，在步骤ST3中，降低或者提高逆变器功率设定值NBQPset的方法是，重新计算总逆变器功率设定值ΣNBQPset：ΣNBQPset＝TargetP-P+ΣNBQP，按照每个逆变器容量占比，对每个逆变器重新设置逆变器功率设定值NBQPset。
其进一步的技术方案为，在进行完毕步骤ST2和步骤ST3后，均还包括工厂大负荷设备功率突变判断和处理步骤；当MAX(ΣDevP)-MIN(ΣDevP)＞DevDownP，工厂大负荷设备功率突变，下调电站出力。
其进一步的技术方案为，在判断是否出现逆功率步骤之前，还包括数据准备步骤；数据准备步骤包括判断设备通讯状态和相关数据计算步骤和判断并处理工厂总进线开关设备通讯状态逻辑步骤；
判断设备通讯状态和相关数据计算步骤包括：
判断并获取工厂总进线开关设备通讯情况、电站所有发电设备通讯情况和工厂大负荷设备通讯情况；
累加电站所有通讯正常的逆变器的逆变器有功功率NBQP，得到总逆变器有功功率ΣNBQP；累加电站所有通讯正常的逆变器的逆变器功率设定值NBQPset，得到总逆变器功率设定值ΣNBQPset；
累加所有通讯正常的工厂大负荷设备的工厂大负荷功率DevP，得到总工厂大负荷功率ΣDevP；实时计算MAX(ΣDevP)和MIN(ΣDevP)；
判断并处理工厂总进线开关设备通讯状态逻辑步骤包括：
当工厂总进线开关设备通讯异常时，生成报警信号，通讯正常的逆变器按照逆变器最小功率设定值NBQMinP进行控制，返回判断设备通讯状态和相关数据计算步骤；
当工厂总进线开关设备通讯正常时，开始进入判断是否出现逆功率步骤。
一种自发自用型分布式光伏电站逆功率控制模块，包括：
逆功率判断模块；检索工厂总进线开关有功功率P和工厂倒送功率最大阈值TripP的关系：当P>TripP，出现逆功率情况，对所有通讯正常且开机的逆变器下发关机指令，并把关机的逆变器功率设定值NBQPset设置为最小；当P≤TripP，没有出现逆功率情况，将处理数据送至工厂总进线开关有功功率情况判断模块；
工厂总进线开关有功功率情况判断模块；检索工厂总进线开关有功功率P和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系；SP为工厂用电时正常运行功率最大值TargetP控制死区功率；当P>TargetP+SP，降低逆变器功率设定值NBQPset；如果逆变器功率设定值NBQPset已经为最小，分析开机的逆变器能否关机，并对可以关机的逆变器下发关机命令；当P≤TargetP+SP，检索通讯正常且关机的逆变器，分析关机的逆变器能否开机，并对可以开机的逆变器下发开机指令；如果逆变器都已开机，将处理数据输送至逆变器功率设定值优化模块。
逆变器功率设定值优化模块；检索总逆变器有功功率ΣNBQP、总逆变器功率设定值ΣNBQPset和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系；当P+ΣNBQPset-ΣNBQP>TargetP+SP，降低逆变器功率设定值NBQPset；当P+ΣNBQPset-ΣNBQP<TargetP-SP，提高逆变器功率设定值NBQPset。
其进一步的技术方案为，还包括工厂大负荷设备功率突变判断和处理模块；当MAX(ΣDevP)-MIN(ΣDevP)＞DevDownP，判断工厂大负荷设备功率突变，下调电站出力；当MAX(ΣDevP)-MIN(ΣDevP)≤DevDownP，判断工厂大负荷设备功率没有突变。
一种自发自用型分布式光伏电站逆功率控制系统，包括：
工厂重要设备数据监测模块：工厂内重要设备包含总进线开关设备和大负荷设备；工厂重要设备数据监测模块实时采集工厂总进线开关设备和大负荷设备信息，并把信息上传给总控单元集中分析处理模块。
发电设备数据采集控制模块：实时采集发电设备信息，并把发电设备信息上传给总控单元集中分析处理模块，同时发电设备数据采集控制模块接收总控单元集中分析处理模块下发的控制指令，实时控制发电设备出力；
总控单元集中分析处理模块：汇总工厂重要设备数据监测模块和发电设备数据采集控制模块的信息，并通过逆功率控制模块实现逆功率控制逻辑，完成控制指令下发功能，并与人机交互监控模块进行信息交互；
人机交互监控模块：与总控单元集中分析处理模块进行信息交互，提供控制系统信息查询、异常报警提示、历史数据查询和/或逆功率控制的后台操作功能。
本发明的有益效果如下：
本发明充分考虑了引起逆功率情况的两大因数，即工厂大负荷设备功率变化和逆变器出力变化，实现了电站逆功率自动控制。整个系统控制逻辑严密、运行稳定确保了每条控制指令的精准度，配合实时的控制命令下发机制，大大提高了控制的准确性和实时性，满足电网对逆功率控制要求。
本发明所公开的技术方案充分考虑到电站发电设备额定容量可能存在不一致性，即逆变器额定功率NBQMaxP存在不一致性，对发电设备调节时采用额定容量在电站总容量中占比的方式进行调节。
附图说明
图1为本发明的实施例1的流程示意图。
图2为本发明的实施例2的流程示意图.
图3为本发明的实施例3的结构框图。
图4为本发明的实施例4的结构框图。
图5为本发明的实施例5的结构框图。
具体实施方式
本发明公开了一种自发自用型分布式光伏电站逆功率控制模块、方法和系统。整个逆功率控制过程是统筹分析逆功率控制参考对象信息、第一逆功率要素信息和第二逆功率要素信息等，形成控制逻辑，对发电设备进行闭环控制。
逆功率控制参考对象信息是工厂总进线开关设备信息，工厂总进线开关设备信息包括工厂总进线开关有功功率信息、开关位置分合状态信息和设备通讯情况等，一般从进线开关继电保护或者表计获得。其中工厂总进线开关有功功率的值是整个控制系统补偿对象，由工厂总进线开关有功功率的值的大小来判定是否存在逆功率；开关位置分合状态信息和设备通讯情况用来判定补偿对象是否有效。
第一逆功率要素是工厂大负荷设备信息，工厂大负荷设备信息包括设备有功功率信息、设备运行状态和设备通讯情况等，一般从设备对应的表计或者厂内综合测控设备获得。当由于工厂大负荷设备从运行到停机等原因造成设备有功功率突然下降，在考虑光伏电站出力及其他负荷不变化的情况，工厂就会给电网倒送电。
第二逆功率要素是发电设备信息，在本发明中，发电设备为光伏电站逆变器设备。发电设备信息，也即逆变器信息包含逆变器有功功率、逆变器有功功率设定值、运行情况和设备通讯情况等，一般采用直接采集逆变器或者从箱变数采集获得。逆变器有功功率在不设置限定值的情况下由光照来决定。逆变器有功功率设定值是指逆变器在光照条件满足这个出力的情况下，逆变器按照设置的这个定值来发电。
在本发明的各实施例中：
P代表工厂总进线开关有功功率；TripP代表工厂倒送功率最大阈值；工厂总进线开关有功功率P不能大于工厂倒送功率最大阈值TripP；
TargetP代表工厂用电时正常运行功率最大值，工厂用电时正常运行功率最大值TargetP小于工厂倒送功率最大阈值TripP，同时又能保证电站功率最大输出，它是整个控制的目标功率；工厂总进线开关有功功率P、工厂倒送功率最大阈值TripP、工厂用电时正常运行功率最大值TargetP这三个量取工厂向电网送电为正，用电为负，即和电站发电方向一致。
SP代表工厂用电时正常运行功率最大值TargetP控制死区功率；工厂总进线开关有功功率P和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的差值在TargetP控制死区功率SP范围内判定控制合理。
DevP代表工厂重要负荷功率；DevDownP代表工厂所有重要负荷功率突变最大值；当所有重要负荷功率突变大于工厂所有重要负荷功率突变最大值DevDownP，立马激活控制逻辑对发电设备进行控制。
NBQP代表逆变器有功功率；NBQPset代表逆变器功率设定值；NBQMaxP代表逆变器额定功率；NBQMinP代表逆变器最小功率设定值，一般为逆变器额定容量百分之十。所有功率单位为千瓦。
本发明所公开的技术方案充分考虑到电站发电设备额定容量可能存在不一致性，即逆变器额定功率NBQMaxP存在不一致性，对发电设备调节时采用额定容量在电站总容量中占比的方式进行调节。
在本发明的各实施例中，逆功率控制参数设置情况为：
调节周期N秒；考虑到逆变器的通讯速度和实际功率对设定值的响应速度，正常情况每次调节完毕后会等待N秒，该参数可从人机界面模块设置，参数会存储到总控单元集中分析处理模块。
工厂倒送功率最大阈值TripP、工厂用电时正常运行功率最大值TargetP、TargetP控制死区功率SP、工厂所有重要负荷功率突变最大值DevDownP这些参数可从人机界面模块设置，参数会存储到总控单元集中分析处理模块。
以下结合附图，通过各个实施例说明本发明的具体实施方式。
实施例1。
图1为本发明的实施例1的流程示意图。如图1所示，实施例1中的自发自用型分布式光伏电站逆功率控制方法，包括：
ST101.判断是否出现逆功率；检索工厂总进线开关有功功率P和工厂倒送功率最大阈值TripP的关系。
ST1011.当P>TripP，代表目前工厂总进线开关有功功率P大于工厂倒送功率最大阈值TripP，已经出现逆功率情况，生成报警信号，对所有通讯正常且开机的逆变器下发关机指令，并把关机的逆变器的逆变器功率设定值NBQPset设置为最小。逆变器功率设定值NBQPset的最小值为逆变器最小功率设定值NBQMinP。
ST1012.当P≤TripP，代表目前工厂没有出现逆功率，进入步骤ST102。
ST102.判断工厂总进线开关有功功率情况。检索工厂总进线开关有功功率P和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系。SP为工厂用电时正常运行功率最大值TargetP控制死区功率。
ST1021.当P>TargetP+SP，代表目前工厂总进线开关有功功率P超过了正常运行范围，但又没有逆功率发生，需要下调电站出力。下调电站出力的方法是降低逆变器功率设定值NBQPset或者关机。检索通讯正常且开机的逆变器，如果逆变器功率设定值NBQPset大于逆变器最小功率设定值NBQMinP，则重新计算总逆变器功率设定值ΣNBQPset：ΣNBQPset＝min(ΣNBQPset，ΣNBQP)-(P-TargetP)，按照每个逆变器容量占比，对每个逆变器重新设置逆变器功率设定值NBQPset。逆变器功率设定值NBQPset的最小值为逆变器最小功率设定值NBQMinP。如果逆变器功率设定值NBQPset已经为最小，也即逆变器功率设定值NBQPset等于逆变器最小功率设定值NBQMinP，根据P-NBQP＜TargetP的条件，计算逆变器关机个数并对可以关机的逆变器下发关机命令。
ST1022.当P≤TargetP+SP，代表目前工厂总进线开关有功功率P正常，但是电站出力在满足不产生逆功率的情况下，可能还能提高，或者电站逆变器功率设定值NBQPset设置过大，在光照突然变强的情况下可能存在产生逆功率风险。检索通讯正常且关机的逆变器，如果有逆变器关机，说明逆变器以逆变器最小功率设定值NBQMinP的条件运行，根据P+NBQMinP＜TargetP的条件，分析关机的逆变器能否开机，提高电站出力。计算后，对需要开机的逆变器下发开机指令；如果逆变器都已开机(不包含尝试几次无法启动的逆变器)，进入步骤ST103。
ST103.优化逆变器功率设定值NBQPset。检索总逆变器有功功率ΣNBQP、总逆变器功率设定值ΣNBQPset和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系。逻辑运行到这里说明电站没有逆功率，需要实时优化逆变器功率设定值NBQPset。
ST1031.当P+ΣNBQPset-ΣNBQP>TargetP+SP，表示电站如果光照强度变强，按照目前的总逆变器功率设定值ΣNBQPset运行，工厂总进线开关有功功率P可能会超过TargetP+SP，需要降低逆变器功率设定值NBQPset。降低逆变器功率设定值NBQPset的方法是，重新计算总逆变器功率设定值ΣNBQPset：ΣNBQPset＝TargetP-P+ΣNBQP，按照每个逆变器容量占比，对每个逆变器重新设置逆变器功率设定值NBQPset。逆变器功率设定值NBQPset的最小值为逆变器最小功率设定值NBQMinP。
ST1032.当P+ΣNBQPset-ΣNBQP<TargetP-SP，表示电站ΣNBQPset设置太小，如果光照强度变强，电站在不逆功率的情况下没有最大化发电，需要提高逆变器功率设定值NBQPset。提高逆变器功率设定值NBQPset的方法是，重新计算总逆变器功率设定值ΣNBQPset：ΣNBQPset＝TargetP-P+ΣNBQP，按照每个逆变器容量占比，对每个逆变器重新设置逆变器功率设定值NBQPset，逆变器功率设定值NBQPset的最大值为逆变器额定功率NBQMaxP。
ST1033.其余情况代表目前总逆变器功率设定值ΣNBQPset满足最优化设置。
实施例1显示了自发自用型分布式光伏电站逆功率控制方法的核心流程，即首先判断是否出现逆功率，进而判断工厂总进线开关有功功率情况，最后优化逆变器功率设定值，实施例1中，充分考虑到电站发电设备额定容量可能存在不一致性，对发电设备调节时采用额定容量在电站总容量中占比的方式进行调节。
实施例2。
图2为本发明的实施例2的流程示意图。如图2所示，在实施例2中，自发自用型分布式光伏电站逆功率控制方法，包括：
ST201.逆功率控制开始，进行判断设备通讯状态和相关数据计算步骤，运行周期为1ms。
ST2011.判断逆功率参考对象，即工厂总进线开关设备通讯情况；判断电站所有发电设备，即逆变器通讯情况；判断工厂大负荷设备通讯情况。获取所有信息和参数的实时量。
ST2012.累加电站所有通讯正常的逆变器的逆变器有功功率NBQP，得到总逆变器有功功率ΣNBQP；得到总逆变器功率设定值ΣNBQPset。当光照足够强时，总逆变器有功功率ΣNBQP应该在总逆变器功率设定值ΣNBQPset附近；当光照不足时，总逆变器有功功率ΣNBQP＜总逆变器功率设定值ΣNBQPset。
ST2013.累加所有通讯正常的工厂大负荷设备的工厂大负荷功率DevP，得到总工厂大负荷功率ΣDevP。实时计算在调节周期N秒内，MAX(ΣDevP)和MIN(ΣDevP)。进入步骤ST202。
ST202.判断并处理工厂总进线开关设备通讯状态，运行周期1ms，如有调节命令下发，调节周期N秒。
ST2021.当工厂总进线开关设备通讯异常时，整个补偿对象丢失，生成报警信号。然后通讯正常的逆变器按照逆变器最小功率设定值NBQMinP进行控制，防止逆功率，并返回步骤ST201。
ST2022.当工厂总进线开关设备通讯正常时，进入步骤ST203。
ST203.判断是否出现逆功率；检索工厂总进线开关有功功率P和工厂倒送功率最大阈值TripP的关系。运行周期1ms，如有调节命令下发，调节周期N秒。
ST2031.当P>TripP，代表目前工厂总进线开关有功功率P大于工厂倒送功率最大阈值TripP，已经出现逆功率情况，生成报警信号，对所有通讯正常且开机的逆变器下发关机指令，并把关机的逆变器的逆变器功率设定值NBQPset设置为最小。逆变器功率设定值NBQPset的最小值为逆变器最小功率设定值NBQMinP，并返回步骤ST201。
ST2032.当P≤TripP，代表目前工厂没有出现逆功率，进入步骤ST204。
ST204.判断工厂总进线开关有功功率情况。检索工厂总进线开关有功功率P和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系。SP为工厂用电时正常运行功率最大值TargetP控制死区功率。运行周期1ms，如有调节命令下发，调节周期N秒。
ST2041.当P>TargetP+SP，代表目前工厂总进线开关有功功率P超过了正常运行范围，但又没有逆功率发生，需要下调电站出力。下调电站出力的方法是降低逆变器功率设定值NBQPset或者关机。检索通讯正常且开机的逆变器，如果逆变器功率设定值NBQPset大于逆变器最小功率设定值NBQMinP，则重新计算总逆变器功率设定值ΣNBQPset：ΣNBQPset＝min(ΣNBQPset，ΣNBQP)-(P-TargetP)，按照每个逆变器容量占比，对每个逆变器重新设置逆变器功率设定值NBQPset。逆变器功率设定值NBQPset最小为逆变器最小功率设定值NBQMinP，命令下发后，返回步骤ST201。如果逆变器功率设定值NBQPset已经为最小，也即逆变器功率设定值NBQPset等于逆变器最小功率设定值NBQMinP，根据P-NBQP＜TargetP的条件，计算逆变器关机个数并对可以关机的逆变器下发关机命令，命令下发后，返回步骤ST201。
ST2042.当P≤TargetP+SP，代表目前工厂总进线开关有功功率P正常，但是电站出力在满足不产生逆功率的情况下，可能还能提高，或者电站逆变器功率设定值NBQPset设置过大，在光照突然变强的情况下可能存在产生逆功率风险。检索通讯正常且关机的逆变器，如果有逆变器关机，说明逆变器以逆变器最小功率设定值NBQMinP的条件运行，根据P+NBQMinP＜TargetP的条件，分析关机的逆变器能否开机，提高电站出力。计算后，对需要开机的逆变器下发开机指令，命令下发后，返回步骤ST201；如果逆变器都已开机(不包含尝试几次无法启动的逆变器)，进入步骤ST205。
ST205.优化逆变器功率设定值NBQPset。检索总逆变器有功功率ΣNBQP、总逆变器功率设定值ΣNBQPset和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系；运行周期1ms，如有调节命令下发，调节周期N秒。逻辑运行到这里说明电站没有逆功率，需要实时优化逆变器功率设定值NBQPset。
ST2051.当P+ΣNBQPset-ΣNBQP>TargetP+SP，表示电站如果光照强度变强，按照目前的总逆变器功率设定值ΣNBQPset运行，工厂总进线开关有功功率P可能会超过TargetP+SP，需要降低逆变器功率设定值NBQPset。降低逆变器功率设定值NBQPset的方法是，重新计算总逆变器功率设定值ΣNBQPset：ΣNBQPset＝TargetP-P+ΣNBQP，按照每个逆变器容量占比，对每个逆变器重新设置逆变器功率设定值NBQPset。逆变器功率设定值NBQPset的最小值为逆变器最小功率设定值NBQMinP，命令下发后，返回步骤ST201。
ST2052.当P+ΣNBQPset-ΣNBQP<TargetP-SP，表示电站ΣNBQPset设置太小，如果光照强度变强，电站在不逆功率的情况下没有最大化发电，需要提高逆变器功率设定值NBQPset。提高逆变器功率设定值NBQPset的方法是，重新计算总逆变器功率设定值ΣNBQPset：ΣNBQPset＝TargetP-P+ΣNBQP，按照每个逆变器容量占比，对每个逆变器重新设置逆变器功率设定值NBQPset，逆变器功率设定值NBQPset的最大值为逆变器额定功率NBQMaxP，命令下发后，返回步骤ST201。
ST2053.其余情况代表目前总逆变器功率设定值ΣNBQPset满足最优化设置，返回步骤ST201。
ST206.工厂大负荷设备功率突变判断和处理。运行周期1ms。如果步骤ST204、步骤ST205有命令下发，在调节周期N秒内进入步骤ST206，当步骤ST2061条件满足时，重新记录调节周期N秒计时起点。
ST2061.当MAX(ΣDevP)-MIN(ΣDevP)＞DevDownP，代表在调节周期内大负荷设备功率突变，可能会引起逆功率，需要下调电站出力，下调电站出力的方法是逆变器功率设定值NBQPset或者逆变器关机。检索通讯正常且开机的逆变器，如果逆变器功率设定值NBQPset大于逆变器最小功率设定值NBQMinP，重新计算新的总逆变器功率设定值ΣNBQPset：ΣNBQPset＝TargetP-P+ΣNBQP，按照每个逆变器容量占比，对每个逆变器重新设置新的逆变器功率设定值NBQPset。逆变器功率设定值NBQPset的最小值为逆变器最小功率设定值NBQMinP。命令下发后，返回步骤ST201。如果逆变器功率设定值NBQPset等于逆变器最小功率设定值NBQMinP，按照P-NBQP＜TargetP的条件，计算逆变器关机个数并下发关机命令，命令下发后，返回步骤ST201。
ST2062.当MAX(ΣDevP)-MIN(ΣDevP)≤DevDownP时，代表工厂大负荷设备功率没有突变，返回步骤ST201。
相对于实施例1，实施例2是一个完整的循环控制系统，且实施例2还增加了对于工厂大负荷设备功率突变判断和处理步骤，防止在调节周期内大负荷设备功率突变，引起逆功率。
实施例3。
图3为本发明的实施例3的结构框图。如图3所示，自发自用型分布式光伏电站逆功率控制模块，包括：
逆功率判断模块。用于判断是否出现逆功率。检索工厂总进线开关有功功率P和工厂倒送功率最大阈值TripP的关系。检索工厂总进线开关有功功率P和工厂倒送功率最大阈值TripP的关系：当P>TripP，出现逆功率情况，生成报警信号，对所有通讯正常且开机的逆变器下发关机指令，并把关机的逆变器功率设定值NBQPset设置为最小。逆变器功率设定值NBQPset的最小值为逆变器最小功率设定值NBQMinP。当P≤TripP，没有出现逆功率情况，则数据流输送至工厂总进线开关有功功率情况判断模块。
工厂总进线开关有功功率情况判断模块。检索工厂总进线开关有功功率P和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系。SP为工厂用电时正常运行功率最大值TargetP控制死区功率。当P>TargetP+SP，降低逆变器功率设定值NBQPset。如果逆变器功率设定值NBQPset已经为最小，根据P-NBQP＜TargetP的条件，分析开机的逆变器能否关机，并对可以关机的逆变器下发关机命令。当P≤TargetP+SP，检索通讯正常且关机的逆变器，如果有逆变器关机，说明逆变器以逆变器最小功率设定值NBQMinP的条件运行，根据P+NBQMinP＜TargetP的条件，分析关机的逆变器能否开机，提高电站出力。计算后，对需要开机的逆变器下发开机指令。如果逆变器都已开机(不包含尝试几次无法启动的逆变器)，则数据流输送至逆变器功率设定值优化模块。
逆变器功率设定值优化模块。检索总逆变器有功功率ΣNBQP、总逆变器功率设定值ΣNBQPset和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系。当P+ΣNBQPset-ΣNBQP>TargetP+SP，降低逆变器功率设定值NBQPset；当P+ΣNBQPset-ΣNBQP<TargetP-SP，提高逆变器功率设定值NBQPset。
实施例3公开了可以运行自发自用型分布式光伏电站逆功率控制方法的控制模块。
实施例4。
图4为本发明的实施例4的结构框图。如图4所示，实施例4是在实施例3的基础上，增加了：
判断设备通讯状态和相关数据计算模块，用于在逆功率控制开始，进行判断设备通讯状态和相关数据计算步骤：
判断逆功率参考对象，即工厂总进线开关设备通讯情况；判断电站所有发电设备，即逆变器通讯情况；判断工厂大负荷设备通讯情况。实时获取所有信息和参数的实时量。
累加电站所有通讯正常的逆变器的逆变器有功功率NBQP，得到总逆变器有功功率ΣNBQP；得到总逆变器功率设定值ΣNBQPset。当光照足够强时，总逆变器有功功率ΣNBQP应该在总逆变器功率设定值ΣNBQPset附近；当光照不足时，总逆变器有功功率ΣNBQP＜总逆变器功率设定值ΣNBQPset。
累加所有通讯正常的工厂大负荷设备的工厂大负荷功率DevP，得到总工厂大负荷功率ΣDevP。实时计算在调节周期N秒内，MAX(ΣDevP)和MIN(ΣDevP)。
工厂总进线开关设备通讯状态逻辑判断和处理模块，用于判断和处理工厂总进线开关设备通讯状态逻辑：
当工厂总进线开关设备通讯异常时，整个补偿对象丢失，生成报警信号。然后通讯正常的逆变器按照逆变器最小功率设定值NBQMinP进行控制，防止逆功率，当工厂总进线开关设备通讯正常时，将数据送入逆功率判断模块。
工厂大负荷设备功率突变判断和处理模块，用于判断和处理工厂大负荷设备功率突变。
当MAX(ΣDevP)-MIN(ΣDevP)＞DevDownP，检索通讯正常且开机的逆变器，如果逆变器功率设定值NBQPset大于逆变器最小功率设定值NBQMinP，重新计算新的总逆变器功率设定值ΣNBQPset：ΣNBQPset＝TargetP-P+ΣNBQP，按照每个逆变器容量占比，对每个逆变器重新设置新的逆变器功率设定值NBQPset。逆变器功率设定值NBQPset的最小值为逆变器最小功率设定值NBQMinP。如果逆变器功率设定值NBQPset等于逆变器最小功率设定值NBQMinP，按照P-NBQP＜TargetP的条件，计算逆变器关机个数并下发关机命令。
当MAX(ΣDevP)-MIN(ΣDevP)≤DevDownP时，代表工厂大负荷设备功率没有突变。
实施例5。
图5为本发明的实施例5的结构框图。如图5所示，自发自用型分布式光伏电站逆功率控制系统，包括：工厂重要设备数据监测模块，发电设备数据采集控制模块，总控单元集中分析处理模块，人机交互监控模块。整个系统架构采用分布式设计，各个模块可以布置在不同的服务器上运行。各模块之间有数据交互但独立运行，很好的分担系统运行压力，确保控制技术的准确性、稳定性及高效性。以下对各个模块的功能划分及实现原理进行详细阐述；
工厂重要设备数据监测模块：工厂内重要设备包含总进线开关设备和大负荷设备。工厂重要设备数据监测模块实时采集工厂总进线开关设备和大负荷设备信息，并把信息上传给总控单元集中分析处理模块。该模块实现工厂内重要设备(包含总进线开关设备及大负荷设备)信息采集。进线开关设备信息包含进线开关位置信号、有功功率信息、设备通讯情况，一般从进线开关继电保护或者表计获得。大负荷设备信息包含当前有功功率、运行情况、设备通讯情况，一般从设备对应的表计或者厂内综合测控设备获得。其中总进线开关设备信息是整个逆功率控制参考对象。大负荷设备信息参与逆功率控制逻辑，很好的提高了逆功率控制实时性，防止由于工厂负荷突变导致逆功率情况发生。该模块把实时采集的这些信息上传给总控单元集中分析处理模块。
发电设备数据采集控制模块：实时采集发电设备信息，并把发电设备信息上传给总控单元集中分析处理模块，同时发电设备数据采集控制模块接收总控单元集中分析处理模块下发的控制指令，实时控制发电设备出力；该模块实现发电设备数据采集，该方案中发电设备为光伏电站逆变器设备。逆变器信号一般包含逆变器有功功率、有功功率设定值、运行情况、设备通讯情况等，一般采用直接采集逆变器或者从箱变数采获得。该模块把实时采集的发电设备信息上传给总控单元集中分析处理模块。同时接收处理总控单元集中分析处理模块下发的遥控、遥调控制指令，把命令下发给发电设备。控制命令处理的实时性是该模块的技术关键。
总控单元集中分析处理模块：该模块汇总工厂重要设备数据监测模块和发电设备数据采集控制模块的信息以及逆功率控制所需要的其他信号并加工分析，通过可编程逆功率控制逻辑，生成精准的控制命令，采用多线程技术，完成控制指令下发。同时具备异常处理功能，并能与人机交互监控模块进行信息交互，对外提供参数设定接口。该模块是整个控制系统的核心，其控制逻辑严密性和准确性是本发明的关键。
人机交互监控模块：实时的展示整个逆功率控制系统信息，提供控制系统信息查询和异常报警提示功能，提供历史数据查询和对控制系统必要参数设置功能。并实现逆功率控制的后台操作功能。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
Claims (10)
1.一种自发自用型分布式光伏电站逆功率控制方法，其特征在于，包括：
ST1.判断是否出现逆功率；检索工厂总进线开关有功功率P和工厂倒送功率最大阈值TripP的关系：当P>TripP，出现逆功率情况，对所有通讯正常且开机的逆变器下发关机指令，并把关机的逆变器的逆变器功率设定值NBQPset设置为最小；当P≤TripP，没有出现逆功率情况，进入步骤ST2；
ST2.判断工厂总进线开关有功功率情况；检索工厂总进线开关有功功率P和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系；SP为工厂用电时正常运行功率最大值TargetP控制死区功率；当P>TargetP+SP，降低逆变器功率设定值NBQPset；如果逆变器功率设定值NBQPset已经为最小，分析开机的逆变器能否关机，并对可以关机的逆变器下发关机命令；当P≤TargetP+SP，检索通讯正常且关机的逆变器，分析关机的逆变器能否开机，并对可以开机的逆变器下发开机指令；如果逆变器都已开机，进入步骤ST3；
ST3.优化逆变器功率设定值；检索总逆变器有功功率ΣNBQP、总逆变器功率设定值ΣNBQPset和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系；当P+ΣNBQPset-ΣNBQP>TargetP+SP，降低逆变器功率设定值NBQPset；当P+ΣNBQPset-ΣNBQP<TargetP-SP，提高逆变器功率设定值NBQPset。
2.根据权利要求1所述的自发自用型分布式光伏电站逆功率控制方法，其特征在于，在步骤ST2中，降低逆变器功率设定值NBQPset的方法是：检索通讯正常且开机的逆变器，如果逆变器功率设定值NBQPset大于逆变器最小功率设定值NBQMinP，则重新计算总逆变器功率设定值ΣNBQPset：ΣNBQPset＝min(ΣNBQPset，ΣNBQP)-(P-TargetP)；按照每个逆变器容量占比，对每个逆变器重新设置逆变器功率设定值NBQPset。
3.根据权利要求1所述的自发自用型分布式光伏电站逆功率控制方法，其特征在于，在步骤ST2中，如果逆变器功率设定值NBQPset已经为最小，根据P-NBQP＜TargetP的条件，计算逆变器关机个数并对可以关机的逆变器下发关机命令。
4.根据权利要求1所述的自发自用型分布式光伏电站逆功率控制方法，其特征在于，在步骤ST2中，根据P+NBQMinP＜TargetP的条件，分析关机的逆变器能否开机；NBQMinP为逆变器最小功率设定值。
5.根据权利要求1所述的自发自用型分布式光伏电站逆功率控制方法，其特征在于，在步骤ST3中，降低或者提高逆变器功率设定值NBQPset的方法是，重新计算总逆变器功率设定值ΣNBQPset：ΣNBQPset＝TargetP-P+ΣNBQP，按照每个逆变器容量占比，对每个逆变器重新设置逆变器功率设定值NBQPset。
6.根据权利要求1所述的自发自用型分布式光伏电站逆功率控制方法，其特征在于，在进行完毕步骤ST2和步骤ST3后，均还包括工厂大负荷设备功率突变判断和处理步骤；当MAX(ΣDevP)-MIN(ΣDevP)＞DevDownP，工厂大负荷设备功率突变，下调电站出力；ΣDevP为累加所有通讯正常的工厂大负荷设备的工厂大负荷功率DevP所得到的总工厂大负荷功率；DevDownP代表工厂所有重要负荷功率突变最大值。
7.根据权利要求1所述的自发自用型分布式光伏电站逆功率控制方法，其特征在于，在判断是否出现逆功率步骤之前，还包括数据准备步骤；数据准备步骤包括判断设备通讯状态和相关数据计算步骤和判断并处理工厂总进线开关设备通讯状态逻辑步骤；
判断设备通讯状态和相关数据计算步骤包括：
判断并获取工厂总进线开关设备通讯情况、电站所有发电设备通讯情况和工厂大负荷设备通讯情况；
累加电站所有通讯正常的逆变器的逆变器有功功率NBQP，得到总逆变器有功功率ΣNBQP；累加电站所有通讯正常的逆变器的逆变器功率设定值NBQPset，得到总逆变器功率设定值ΣNBQPset；
累加所有通讯正常的工厂大负荷设备的工厂大负荷功率DevP，得到总工厂大负荷功率ΣDevP；实时计算MAX(ΣDevP)和MIN(ΣDevP)；
判断并处理工厂总进线开关设备通讯状态逻辑步骤包括：
当工厂总进线开关设备通讯异常时，生成报警信号，通讯正常的逆变器按照逆变器最小功率设定值NBQMinP进行控制，返回判断设备通讯状态和相关数据计算步骤；
当工厂总进线开关设备通讯正常时，开始进入判断是否出现逆功率步骤。
8.一种自发自用型分布式光伏电站逆功率控制模块，其特征在于，包括：
逆功率判断模块；检索工厂总进线开关有功功率P和工厂倒送功率最大阈值TripP的关系：当P>TripP，出现逆功率情况，对所有通讯正常且开机的逆变器下发关机指令，并把关机的逆变器的逆变器功率设定值NBQPset设置为最小；当P≤TripP，没有出现逆功率情况，将处理数据送至工厂总进线开关有功功率情况判断模块；
工厂总进线开关有功功率情况判断模块；检索工厂总进线开关有功功率P和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系；SP为工厂用电时正常运行功率最大值TargetP控制死区功率；当P>TargetP+SP，降低逆变器功率设定值NBQPset；如果逆变器功率设定值NBQPset已经为最小，分析开机的逆变器能否关机，并对可以关机的逆变器下发关机命令；当P≤TargetP+SP，检索通讯正常且关机的逆变器，分析关机的逆变器能否开机，并对可以开机的逆变器下发开机指令；如果逆变器都已开机，将处理数据输送至逆变器功率设定值优化模块；
逆变器功率设定值优化模块；检索总逆变器有功功率ΣNBQP、总逆变器功率设定值ΣNBQPset和工厂用电时正常运行功率最大值TargetP的关系；当P+ΣNBQPset-ΣNBQP>TargetP+SP，降低逆变器功率设定值NBQPset；当P+ΣNBQPset-ΣNBQP<TargetP-SP，提高逆变器功率设定值NBQPset。
9.根据权利要求8所述的自发自用型分布式光伏电站逆功率控制模块，其特征在于，还包括工厂大负荷设备功率突变判断和处理模块；当MAX(ΣDevP)-MIN(ΣDevP)＞DevDownP，判断工厂大负荷设备功率突变，下调电站出力；当MAX(ΣDevP)-MIN(ΣDevP)≤DevDownP，判断工厂大负荷设备功率没有突变；ΣDevP为累加所有通讯正常的工厂大负荷设备的工厂大负荷功率DevP所得到的总工厂大负荷功率；DevDownP代表工厂所有重要负荷功率突变最大值。
10.一种基于权利要求8或者9所述的自发自用型分布式光伏电站逆功率控制模块的系统，其特征在于，包括：
工厂重要设备数据监测模块：工厂内重要设备包含总进线开关设备和大负荷设备；工厂重要设备数据监测模块实时采集工厂总进线开关设备和大负荷设备信息，并把信息上传给总控单元集中分析处理模块；
发电设备数据采集控制模块：实时采集发电设备信息，并把发电设备信息上传给总控单元集中分析处理模块，同时发电设备数据采集控制模块接收总控单元集中分析处理模块下发的控制指令，实时控制发电设备出力；
总控单元集中分析处理模块：汇总工厂重要设备数据监测模块和发电设备数据采集控制模块的信息，并通过逆功率控制模块实现逆功率控制逻辑，完成控制指令下发功能，并与人机交互监控模块进行信息交互；
人机交互监控模块：与总控单元集中分析处理模块进行信息交互。
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