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一种解决分布式光伏接入的配电网电压越限的方法 

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申请/专利权人:国网湖北省电力有限公司电力科学研究院;国网湖北省电力有限公司

摘要:一种解决分布式光伏接入的配电网电压越限的方法,建立由储能系统、有载调压分接头、并联电容器组、光伏逆变器协同控制的日前、日内电压—有功无功控制模型,在日前运行阶段,制定有载调压分接头、并联电容器组协同控制日前电压‑无功控制模型对电压进行调节;在日内运行阶段,当因光伏出力预测偏差而出现电压越限时,通过光伏逆变器、储能系统快速的动态响应能力对越限点进行先无功、后有功的电压越限调节;建立最小化电压偏差模型并设置目标函数的约束条件。本发明建立多时间尺度电压控制模型,并充分利用储能系统的充放电特性和快速响应特性,保证光伏尽可能消纳的情况下线路电压的稳定性,减少功率倒送,抑制电压波动,保障客户用电质量。

主权项:1.一种解决分布式光伏接入的配电网电压越限的方法,其特征在于包括:步骤1:建立由储能系统、有载调压分接头、并联电容器组、光伏逆变器协同控制的日前电压-无功控制模型、日内电压-有功无功控制模型:在日前运行阶段,制定有载调压分接头、并联电容器组协同的日前电压-无功控制模型对电压进行调节;在日内运行阶段,当因光伏出力预测偏差而出现电压越限时,通过光伏逆变器、储能系统快速的动态响应能力对越限点进行先无功、后有功的电压越限调节;步骤2:最小化电压偏差模型通过调节储能系统,有载调压分接头、并联电容器组、光伏逆变器的无功和有功输出实现节点电压偏差最小的控制目标;当节点电压超出上下限时,以电压偏差最小为控制目标,建立电压校正目标函数,表达式为: 式中:Ui,t为节点i在t时刻的节点电压值;Ui,N为节点i的额定电压值;步骤3:目标函数的约束条件包括日前电压-无功控制模型的等式约束和不等式约束,日内电压-有功无功控制模型的等式约束和不等式约束:日前电压-无功控制模型包括有载调压分接头约束、电容器组约束;日内电压-有功无功控制模型包括储能约束、光伏逆变器约束;所述步骤1中的日内电压-有功无功控制模型为:考虑到光伏逆变器和储能系统的快速响应特性,日内电压-有功无功控制模型采用光伏逆变器和储能系统协同控制的形式进行电压调节,当电压越限时,优先采用光伏逆变器进行调节,如若光伏逆变器可用剩余容量不足以解决电压越限问题时,再选择利用储能进行电压控制调节;在光伏逆变器可用剩余容量用尽后,若电压越上限问题依旧存在时,将对有功削减的部分储存到储能电池里,对储能进行充电,此时SOC增加;若电压越下限问题仍未解决时,对储能进行放电,此时SOC减小;当电压越下限,即Ui,tUmin时,光伏逆变器的有功始终工作在MPPT模式下,且输出容性无功功率;若剩余容量用尽,而电压越下限问题仍存在,则引入储能,储能进行放电,二者协调来满足电压调节需求;当电压越上限,即Ui,tUmax时:光伏逆变器输出感性无功,且非必要不削减其有功功率,若剩余容量用尽,而电压越上限问题仍存在,再削减其有功功率,给储能充电,二者协调来满足电压调节需求;光伏逆变器的有功功率调节范围: 式中:Ppv为实际光伏有功出力值;是光伏有功出力的最大值;光伏逆变器的无功功率调节范围: 式中,为光伏输出最大无功功率限制;θ为逆变器的功率因数角;Spv为光伏的装机容量;光伏逆变器的可用剩余容量: 下一时刻的储能SOC为: 其中: 式中:△SOCt为t时刻的SOC变化量;b是调节控制方法收敛速度、精度的参数,设置该参数b=1;对于在t时刻,节点i上储能的SOC变化量,按照一致性算法对其进行更新迭代: 式中:ΨESS是接入储能的节点集合;是节点j上t时刻SOC的变化量。

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