CN113824155A - 一种光伏接入配电馈线的功率均衡削减方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏接入配电馈线的功率均衡削减方法,能够有效解决现有高比例光伏接入配电馈线引起的过电压问题。一种光伏接入配电馈线的功率均衡削减方法,包括以下步骤:S1:在所有光伏运行期间,计算距变压器最远处光伏电压功率系数,作为同一连接相上所有光伏的电压功率系数;S2:计算并更新每个光伏新的电压上限阈值;S3:提出高比例光伏接入配电馈线的功率均衡削减策略。本发明的优点是:可以显著提高三相四线制低压电网,因电压调整造成的光伏有功削减的公平性,使光伏系统业主的收益最大化,可以应用于参数未知的低压配电网,各独立运行的光伏仅需获取一次最远处光伏的电压功率系数,成本较低,在大型网络中的适用性很高。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏接入配电馈线的功率均衡削减方法。
背景技术
近年来,由于住宅光伏系统的增加,低压配电网中过电压问题不断增加。为了解决这一问题,标准和配电网运营商建议光伏应配备电压有功和电压无功控制,通过削减有功出力保证电网电压稳定。然而,网络中不同位置节点的电压分布不同,使用本地电压幅值作为光伏电压控制器的输入信号,会导致光伏对电压调节改善的贡献不公平。现有技术多使用电池储能系统和带有载分接开关的配电变压器,以最大限度地减少光伏注入的有功功率削减。然而,这些方法需要额外的投资,并且无法在高光伏穿透情况下将所有节点的电压幅值保持在允许的范围内。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏接入配电馈线的功率均衡削减方法,能够有效解决现有高比例光伏接入配电馈线引起的过电压问题。
为了解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:一种光伏接入配电馈线的功率均衡削减方法,包括以下步骤:
S1:在所有光伏运行期间,计算距变压器最远处光伏电压功率系数,作为同一连接相上所有光伏的电压功率系数;
S2:计算并更新每个光伏新的电压上限阈值;
S3:提出高比例光伏接入配电馈线的功率均衡削减策略。
优选的,步骤S1具体为:
在具有N个光伏接入的辐射型低压配电网中,考虑到相各之间通过中性线的耦合,距离变压器最远的第N个光伏相电压VN可以采用下式计算,
式中:为第N个光伏相对地电压;Vi neut为第N个光伏中性点对地电压;Vnl为光伏接入变压器空载相对地电压;Ij为第j个光伏的空载电流;为节点N和节点j到变压器的公共路径的线路阻抗,若未连接同一相则为0;为节点N和节点j到变压器的公共路径的中性阻抗;
根据式(1),在负荷为零的最坏情况下,第N个光伏节点的相电压为:
考虑到未配备电压功率控制时,光伏向系统注入其全部可用有功功率,光伏的标称输出有功功率相同,得到:
结合式(3),式(2)可改写为:
考虑到电力系统中VN和Vnl的变化与标称值相比可以忽略不计,令
考虑到低压配电网中,多数情况下线路阻抗值和光伏标称有功功率容量未知,采用线性回归法计算第N个光伏的电压功率系数:
S12、对于M对测量值,计算使下式中目标函数εi最小的电压功率系数CN,
在所有光伏均并网情况下,采用上述方法计算距离变压器最远的第N个光伏的电压功率系数,并将其分发至其余连接于同一相的光伏,作为其电压功率系数;若电网拓扑发生变化,重复上述方法。
在计算电压功率系数时,不需要已知配电网参数与光伏容量,同时适用于参数已知与未知的网络。并且在电网拓扑一定时,仅需进行一个光伏的一次计算,计算成本较低。
优选的,步骤S2中所述的计算并更新每个光伏新的电压上限阈值:
根据式(4)-(5),得到,
式中:ΔVj和ΔVN分别为第j个、第N个光伏节点与变压器间的压差,Cj为第j个光伏的电压功率系数;
根据式(7),使用步骤1中计算得到的CN,得到第j个光伏新的电压上限阈值为:
优选的,步骤S3中所述的提出高比例光伏接入配电馈线的功率均衡削减策略:
在进行电压调整时优先考虑调整光伏的无功,进而保证光伏业主被削减的有功最少,在保证电网安全的情况下实现光伏业主效益最大化。
与现有技术相比,本发明的优点是:
一、在不需要任何通信基础设施的情况下,可以显著提高三相四线制低压电网,因电压调整造成的光伏有功削减的公平性。
二、在减少有功功率输出之前,优先考虑光伏的无功功率容量,使光伏系统业主的收益最大化。
三、不需要电网拓扑、光伏容量、线路阻抗等网络参数,可以应用于这些参数未知的低压配电网。
四、各独立运行的光伏仅需获取一次最远处光伏的电压功率系数,成本较低,在大型网络中的适用性很高。
附图说明
图1为本发明一种光伏接入配电馈线的功率均衡削减方法的流程图。
具体实施方式
一种光伏接入配电馈线的功率均衡削减方法,包括以下步骤:
S1:在所有光伏运行期间,计算距变压器最远处光伏电压功率系数,作为同一连接相上所有光伏的电压功率系数;
S2:计算并更新每个光伏新的电压上限阈值;
S3:提出高比例光伏接入配电馈线的功率均衡削减策略。
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
参阅图1为本发明一种光伏接入配电馈线的功率均衡削减方法的实施例,一种光伏接入配电馈线的功率均衡削减方法,包括以下步骤:
S1:在所有光伏运行期间,计算距变压器最远处光伏电压功率系数,作为同一连接相上所有光伏的电压功率系数:
在具有N个光伏接入典型三相四线制的辐射型低压配电网中,考虑到相各之间通过中性线的耦合,距离变压器最远的第N个光伏相电压VN可以采用下式计算,
式中:为第N个光伏相对地电压;Vi neut为第N个光伏中性点对地电压;Vnl为光伏接入变压器空载相对地电压;Ij为第j个光伏的空载电流;为节点N和节点j到变压器的公共路径的线路阻抗,若未连接同一相则为0;为节点N和节点j到变压器的公共路径的中性阻抗;
从式(1)中可以看出,每个光伏与系统连接节点的电压大小取决于所有光伏输出/注入的电流。
根据式(1),在负荷为零的最坏情况下,第N个光伏节点的相电压为:
考虑到未配备电压功率控制时,光伏向系统注入其全部可用有功功率,光伏的标称输出有功功率相同,得到:
结合式(3),式(2)可改写为:
考虑到电力系统中VN和Vnl的变化与标称值相比可以忽略不计,令
考虑到低压配电网中,多数情况下线路阻抗值和光伏标称有功功率容量未知,采用线性回归法计算第N个光伏的电压功率系数:
S12、对于M对测量值,计算使下式中目标函数εi最小的电压功率系数CN,
在所有光伏均并网情况下,采用上述方法计算距离变压器最远的第N个光伏的电压功率系数,并将其分发至其余连接于同一相的光伏,作为其电压功率系数;若电网拓扑发生变化,重复上述方法。
在计算电压功率系数时,不需要已知配电网参数与光伏容量,同时适用于参数已知与未知的网络。并且在电网拓扑一定时,仅需进行一个光伏的一次计算,计算成本较低。
S2:所述的计算并更新每个光伏新的电压上限阈值:
根据式(4)-(5),得到,
式中:ΔVj和ΔVN分别为第j个、第N个光伏节点与变压器间的压差,Cj为第j个光伏的电压功率系数;
根据式(7),使用步骤1中计算得到的CN,得到第j个光伏新的电压上限阈值为:
S3:提出高比例光伏接入配电馈线的功率均衡削减策略:
在进行电压调整时优先考虑调整光伏的无功,进而保证光伏业主被削减的有功最少,在保证电网安全的情况下实现光伏业主效益最大化。
以上所述仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此,任何本领域的技术人员在本发明的领域内,所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (4)
1.一种光伏接入配电馈线的功率均衡削减方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:在所有光伏运行期间,计算距变压器最远处光伏电压功率系数,作为同一连接相上所有光伏的电压功率系数;
S2:计算并更新每个光伏新的电压上限阈值;
S3:提出高比例光伏接入配电馈线的功率均衡削减策略。
2.如权利要求1所述的一种光伏接入配电馈线的功率均衡削减方法,其特征在于:步骤S1具体为:
在具有N个光伏接入的辐射型低压配电网中,考虑到相各之间通过中性线的耦合,距离变压器最远的第N个光伏相电压VN可以采用下式计算,
式中:为第N个光伏相对地电压;Vi neut为第N个光伏中性点对地电压;Vnl为光伏接入变压器空载相对地电压;Ij为第j个光伏的空载电流;为节点N和节点j到变压器的公共路径的线路阻抗,若未连接同一相则为0;为节点N和节点j到变压器的公共路径的中性阻抗;
根据式(1),在负荷为零的最坏情况下,第N个光伏节点的相电压为:
考虑到未配备电压功率控制时,光伏向系统注入其全部可用有功功率,光伏的标称输出有功功率相同,得到:
结合式(3),式(2)可改写为:
考虑到电力系统中VN和Vnl的变化与标称值相比可以忽略不计,令
考虑到低压配电网中,多数情况下线路阻抗值和光伏标称有功功率容量未知,采用线性回归法计算第N个光伏的电压功率系数:
S12、对于M对测量值,计算使下式中目标函数εi最小的电压功率系数CN,
在所有光伏均并网情况下,采用上述方法计算距离变压器最远的第N个光伏的电压功率系数,并将其分发至其余连接于同一相的光伏,作为其电压功率系数;若电网拓扑发生变化,重复上述方法。
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