CN116264400A - 一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法，包括：实时监测电网电压值，判断电网状态：判断电网是否处于低压穿越过程，对电网低压穿越过程中的电网有功功率和无功功率进行控制；判断电网是否处于低压穿越恢复过程，对电网低压穿越恢复过程中的电网有功功率和无功功率进行控制；判断电网参数是否恢复低压穿越前水平，将低压穿越恢复后的电网切换回原有控制模式。当交流电网由于短路故障或者冲击出现扰动导致交流电网电压大幅跌落时，电网电压产生低压穿越现象，本申请提供的低压穿越控制控制有功电流上升同时控制无功电流下降的双重功率优化策略，从而调节电网并网频率的稳定性，最大程度提升电力系统对光伏输出的消纳能力。

Description

一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法
技术领域
本发明涉及电力系统控制领域，尤其涉及一种高渗透率光伏配电网低压优化调度方法。
背景技术
随着大规模分布式光伏接入低压配网，在光伏出力的高峰时刻，部分光伏功率将向主网倒送，造成潮流双向流动。加之光照强度的不确定性以及光伏逆变器的大规模接入，导致网络中出现电压越限、电压波动、三相不平衡加剧、谐波以及继电保护等问题，高比例光伏并网将会显著影响低压配电网的正常运行。若光伏功率不能被完全本地利用，则会导致剩余功率注入电网形成逆向潮流，造成馈线电压从配变母线开始逐渐抬高。光伏发电渗透率越高，则逆向功率越显著，导致馈线电压越限，网络损耗增加。
在短路故障冲击引起有功不平衡的场景中，光伏发电低电压穿越过程及其恢复过程中的有功变化，会影响电网频率的动态特性，针对光伏高渗透形电网影响更为突出，如何优化调节光伏发电低压穿越过程及其恢复过程，对维持高渗透率光伏电网的频率稳定性具有重要作用。
发明内容
本发明是为了克服现有技术的光伏高渗透形电网发电低压穿越过程以及恢复过程影响电网频率稳定性的问题，提供一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法，控制低压穿越及其恢复过程中的无功电流和有功电流，改善在大扰动冲击下电网频率的稳定性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：1. 一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法，包括如下步骤：
步骤S1：实时监测电网电压值，判断电网状态：
步骤S2：判断电网是否处于低压穿越过程，对电网低压穿越过程中的电网有功功率和无功功率进行控制；
步骤S3：判断电网是否处于低压穿越恢复过程，对电网低压穿越恢复过程中的电网有功功率和无功功率进行控制；
步骤S4：判断电网参数是否恢复低压穿越前水平，将低压穿越恢复后的电网切换回原有控制模式。当交流电网由于短路故障或者冲击出现扰动导致交流电网电压大幅跌落时，电网电压产生低压穿越现象，本申请提供的低压穿越控制控制有功电流上升同时控制无功电流下降的双重功率优化策略，从而调节电网并网频率的稳定性，最大程度提升电力系统对光伏输出的消纳能力。
作为优选，所述步骤S1包括：实时获取光伏注入交流电网交流母线的有功功率、无功功率；实时获取交流电网电压的幅值、交流电压相位角以及逆变器交流侧电流；设定交流电网电压的电压上限值和电压下限值，判断交流电网电压是否不大于所述电压上限值，同时判断电网电压是否不小于所述电压下限值。实时监测电网电压值，减小电网低压导致逆变器过流进而脱网的风险，采用对电网有功功率和无功功率进行双重控制，改善电网低压穿越时的稳定性，有效交底低频减载动作损失负荷的风险。
作为优选，所述步骤S2包括：监测到A时刻电网电压小于所述电压下限值时，则A时刻电网处于低压穿越阶段，将电网控制切换到低压穿越控制。
作为优选，所述步骤S3包括：检测到B时刻电网电压大于所述电压上限值时，作则B时刻电网处于低压穿越恢复阶段，且B时刻在A时刻之后，将电网控制切换为低压穿越恢复控制。
作为优选，所述步骤S4包括：监测C时刻电网的交流电压值和交流电流值，根据实时电网交流电压值和交流电流值计算实时电网功率，若电网功率爬升至正常值，则C时刻电网完成低压穿越恢复过程回到正常过程，将电网控制切换回原有控制模式。
作为优选，所述低压穿越控制包括：采用以下控制方式的一种控制电网有功功率：指定电网有功电流为第一固定电流值、设定电网有功电流占电网电流的百分比为固定值、指定电网有功功率为第一固定功率值或者设定电网有功功率值使电网有功功率值占电网初始功率的百分比为固定值。
作为优选，所述低压穿越控制包括：采用以下控制方式的一种控制电网的无功功率：根据电网电压与电压下限的偏差线性调节无功电流、指定无功电流值为第二固定电流值、指定无功功率值使电网无功功率值占电网初始功率的百分比为固定值。
作为优选，所述低压穿越恢复控制包括：采用指定斜率或者抛物线上升的形式恢复有功电流，同时按照指定斜率下降或者指数规律下降无功电流。
因此，本发明具有如下有益效果：实时监测电网电压值，减小电网低压导致逆变器过流进而脱网的风险，采用的低压穿越及恢复控制，控制有功电流上升同时控制无功电流下降的双重功率优化策略，从而调节电网并网频率的稳定性，最大程度提升电力系统对光伏输出的消纳能力。
附图说明
图1是本发明一实施例的高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1：
如图1所示的一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法，具体包括如下步骤：
步骤S1：实时监测电网电压值，判断电网状态：
实时获取光伏注入交流电网交流母线的有功功率、无功功率；实时获取交流电网电压的幅值、交流电压相位角以及逆变器交流侧电流；设定交流电网电压的电压上限值和电压下限值，判断交流电网电压是否不大于所述电压上限值，同时判断电网电压是否不小于所述电压下限值。
步骤S2：判断电网是否处于低压穿越过程，对电网低压穿越过程中的电网有功功率和无功功率进行控制；监测到A时刻电网电压小于所述电压下限值时，则A时刻电网处于低压穿越阶段，将电网控制切换到低压穿越控制。所述低压穿越控制包括：采用以下控制方式的一种控制电网有功功率：设定电网有功电流占电网电流的百分比为固定值、指定电网有功功率为第一固定功率值或者设定电网有功功率值使电网有功功率值占电网初始功率的百分比为固定值。
采用以下控制方式的一种控制电网的无功功率：指定无功电流值为第二固定电流值、指定无功功率值使电网无功功率值占电网初始功率的百分比为固定值。
步骤S3：判断电网是否处于低压穿越恢复过程，对电网低压穿越恢复过程中的电网有功功率和无功功率进行控制；检测到B时刻电网电压大于所述电压上限值时，作则B时刻电网处于低压穿越恢复阶段，且B时刻在A时刻之后，将电网控制切换为低压穿越恢复控制。所述低压穿越恢复控制包括：采用指定斜率或者抛物线上升的形式恢复有功电流，同时按照指定斜率下降或者指数规律下降无功电流。
步骤S4：判断电网电压是否恢复低压穿越前水平，将低压穿越恢复后的电网切换回原有控制模式。监测C时刻电网的交流电压值和交流电流值，根据实时电网交流电压值和交流电流值计算实时电网功率，若电网功率爬升至正常值，则C时刻电网完成低压穿越恢复过程回到正常过程，将电网控制切换回原有控制模式。
当交流电网由于短路故障或者冲击出现扰动导致交流电网电压大幅跌落时，电网电压产生低压穿越现象，本申请提供的低压穿越控制控制有功电流上升同时控制无功电流下降的双重功率优化策略，从而调节电网并网频率的稳定性，最大程度提升电力系统对光伏输出的消纳能力。
实施例2：一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法，具体包括如下步骤：
步骤S1：实时监测电网电压值，判断电网状态：
实时获取光伏注入交流电网交流母线的有功功率、无功功率；实时获取交流电网电压的幅值、交流电压相位角以及逆变器交流侧电流；设定交流电网电压的电压上限值和电压下限值，判断交流电网电压是否不大于所述电压上限值，同时判断电网电压是否不小于所述电压下限值。
步骤S2：判断电网是否处于低压穿越过程，对电网低压穿越过程中的电网有功功率和无功功率进行控制；监测到A时刻电网电压小于所述电压下限值时，则A时刻电网处于低压穿越阶段，将电网控制切换到低压穿越控制。
本实施例的对有功功率的低压穿越控制采用指定电网有功电流为第一固定电流值；对无功功率的低压穿越控制采用根据电网电压与电压下限的偏差线性调节无功电流；低压穿越恢复期间有功电流恒定受限，电网有功功率随电网电压线性变化。
步骤S3：判断电网是否处于低压穿越恢复过程，对电网低压穿越恢复过程中的电网有功功率和无功功率进行控制；检测到B时刻电网电压大于所述电压上限值时，作则B时刻电网处于低压穿越恢复阶段，且B时刻在A时刻之后，将电网控制切换为低压穿越恢复控制。所述低压穿越恢复控制包括：采用指定斜率或者抛物线上升的形式恢复有功电流，同时按照指定斜率下降或者指数规律下降无功电流。
步骤S4：判断电网电压是否恢复低压穿越前水平，将低压穿越恢复后的电网切换回原有控制模式。监测C时刻电网的交流电压值和交流电流值，根据实时电网交流电压值和交流电流值计算实时电网功率，若电网功率爬升至正常值，则C时刻电网完成低压穿越恢复过程回到正常过程，将电网控制切换回原有控制模式。
当交流电网由于短路故障或者冲击出现扰动导致交流电网电压大幅跌落时，电网电压产生低压穿越现象，本申请提供的低压穿越控制控制有功电流上升同时控制无功电流下降的双重功率优化策略，从而调节电网并网频率的稳定性，最大程度提升电力系统对光伏输出的消纳能力。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了低压穿越、有功功率、无功功率、交流电网等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤S1：实时监测电网电压值，判断电网状态：
步骤S2：判断电网是否处于低压穿越过程，对电网低压穿越过程中的电网有功功率和无功功率进行控制；
步骤S3：判断电网是否处于低压穿越恢复过程，对电网低压穿越恢复过程中的电网有功功率和无功功率进行控制；
步骤S4：判断电网参数是否恢复低压穿越前水平，将低压穿越恢复后的电网切换回原有控制模式。
2.根据权利要求1所述的一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法，其特征是，所述步骤S1包括：实时获取光伏注入交流电网交流母线的有功功率、无功功率；实时获取交流电网电压的幅值、交流电压相位角以及逆变器交流侧电流；设定交流电网电压的电压上限值和电压下限值，判断交流电网电压是否不大于所述电压上限值，同时判断电网电压是否不小于所述电压下限值。
3.根据权利要求2所述的一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法，其特征是，所述步骤S2包括：监测到A时刻电网电压小于所述电压下限值时，则A时刻电网处于低压穿越阶段，将电网控制切换到低压穿越控制。
4.根据权利要求3所述的一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法，其特征是，所述步骤S3包括：检测到B时刻电网电压大于所述电压上限值时，作则B时刻电网处于低压穿越恢复阶段，且B时刻在A时刻之后，将电网控制切换为低压穿越恢复控制。
5.根据权利要求4所述的一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法，其特征是，所述步骤S4包括：监测C时刻电网的交流电压值和交流电流值，根据实时电网交流电压值和交流电流值计算实时电网功率，若电网功率爬升至正常值，则C时刻电网完成低压穿越恢复过程回到正常过程，将电网控制切换回原有控制模式。
6.根据权利要求3或4或5所述的一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法，其特征是，所述低压穿越控制包括：采用以下控制方式的一种控制电网有功功率：指定电网有功电流为第一固定电流值、设定电网有功电流占电网电流的百分比为固定值、指定电网有功功率为第一固定功率值或者设定电网有功功率值使电网有功功率值占电网初始功率的百分比为固定值。
7.根据权利要求6所述的一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法，其特征是，所述低压穿越控制包括：采用以下控制方式的一种控制电网的无功功率：根据电网电压与电压下限的偏差线性调节无功电流、指定无功电流值为第二固定电流值、指定无功功率值使电网无功功率值占电网初始功率的百分比为固定值。
8.根据权利要求7所述的一种高渗透率光伏配电网低压穿越优化调度方法，其特征是，所述低压穿越恢复控制包括：采用指定斜率或者抛物线上升的形式恢复有功电流，同时按照指定斜率下降或者指数规律下降无功电流。
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