含光伏電源的10kV配電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種IOkV配電線路的功率控制方法，特別是設(shè)及一種含光伏電源的 OkV配電網(wǎng)有功/無功協(xié)調(diào)控制方法，屬于分布式電源控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著分布式電源及其并網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，分布式電源由于其更靈活、更 靠近負(fù)荷側(cè)、對(duì)環(huán)境更友好的特點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)正得到越來越多的重視和應(yīng)用。
[0003] 分布式電源（簡(jiǎn)稱DG)接入配電網(wǎng)后，徹底改變了配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，使配電網(wǎng)從單電 源福射狀結(jié)構(gòu)變?yōu)楸椴茧娫吹膹?fù)雜結(jié)構(gòu)，運(yùn)種結(jié)構(gòu)的改變將對(duì)配電網(wǎng)的無功電壓特性產(chǎn)生 重大影響。W風(fēng)電、光伏為代表的分布式新能源接入不僅改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)能量單向流通 的特性，且因其發(fā)電的間歇性、波動(dòng)性和不確定性使得電壓波動(dòng)更顯劇烈，更因其通過電力 電子變換器的連接使得配電網(wǎng)的無功電壓特性無論是穩(wěn)態(tài)還是暫態(tài)都帶來顯著的變化，進(jìn) 而對(duì)配電網(wǎng)的無功電壓控制帶來很大的挑戰(zhàn)。為了更好的接納DG，充分發(fā)揮DG的積極作用 而抑制其負(fù)面影響，需要對(duì)DG對(duì)配電網(wǎng)無功電壓特性的影響機(jī)理進(jìn)行深入分析和研究，進(jìn) 而研究配電網(wǎng)適應(yīng)DG接入的無功電壓控制方法，確保配電網(wǎng)的安全可靠及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0004] 在各種DG中，目前最受關(guān)注的無疑是分布式光伏電源，從2013年W來得到了政府 的一系列扶持政策：2013年6月14日，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議促光伏發(fā)展六條措施，著力開發(fā)國(guó) 內(nèi)光伏地面電站和分布式應(yīng)用。7月15日，《國(guó)務(wù)院關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意 見》，細(xì)化了國(guó)六條的扶持綱領(lǐng)，同時(shí)上調(diào)國(guó)內(nèi)光伏裝機(jī)目標(biāo)，提出到2015年實(shí)現(xiàn)35GW累計(jì) 裝機(jī)量。8月14日，發(fā)改委《分布式發(fā)電管理暫行辦法》明確由電網(wǎng)負(fù)責(zé)分布式外部設(shè)施 安裝與線路改造，減少分布式并網(wǎng)與售電難度，縮短補(bǔ)貼周期為按月結(jié)算。8月20日，能源 局《關(guān)于開展分布式光伏發(fā)電應(yīng)用示范區(qū)建設(shè)的通知》，能源局公布了第一批分布式光伏示 范區(qū)名單，設(shè)及7省5市共18個(gè)示范區(qū)項(xiàng)目，2013~2015年累計(jì)裝機(jī)1. 823GW，其中今年 開建749麗，示范區(qū)度電補(bǔ)貼0.42元/度。8月30日，將分布式發(fā)電補(bǔ)貼確定為0.42元/ 度，大型地面電站將全國(guó)按光照資源區(qū)分為=類，標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)分別為0. 9元/度、0. 95元 /度和1元/度，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)原則發(fā)放20年。11月4日，能源局《關(guān)于征求2013、2014年光 伏發(fā)電建設(shè)規(guī)模意見的函》，要求在不出現(xiàn)棄光限電的情況下，將2014年光伏發(fā)電建設(shè)規(guī)模 上調(diào)至12GW，其中屋頂電站為主的分布式光伏為8GW，地面電站為4GW。11月26日，能源局 《光伏發(fā)電運(yùn)營(yíng)監(jiān)管暫行辦法》，適用于地面電站和分布式運(yùn)營(yíng)。規(guī)定由能源主管部口和派 出機(jī)構(gòu)監(jiān)督光伏運(yùn)營(yíng)商和電網(wǎng)。重點(diǎn)對(duì)光伏發(fā)電質(zhì)量、配套電網(wǎng)建設(shè)、并網(wǎng)服務(wù)、并網(wǎng)時(shí)限 等進(jìn)行監(jiān)督。監(jiān)管優(yōu)先調(diào)度光伏發(fā)電和電網(wǎng)收購(gòu)光伏發(fā)電電量情況。一系列密集的關(guān)于扶 持光伏發(fā)展的政策表明了光伏發(fā)電必將成為未來的趨勢(shì)。 陽0化]一般來說，為了避免給電網(wǎng)造成波動(dòng)影響，光伏等各種DG目前多數(shù)采用定功率因 數(shù)運(yùn)行的方式，按照一個(gè)合適的功率因數(shù)中間值來控制無功出力，運(yùn)樣可W減少由于出力 變化而造成的波動(dòng)，但同時(shí)也放棄了分布式電源原有的部分無功調(diào)節(jié)能力，把動(dòng)態(tài)控制變 為靜態(tài)運(yùn)行。而部分分布式電源保留了其無功調(diào)節(jié)能力，但對(duì)于如何制定其出力的策略和 判據(jù)的問題則仍待解決：如果保持精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)的控制可W有較好的調(diào)壓效果，但控制流程和 算法會(huì)比較復(fù)雜，操作起來具有一定的難度；如果采用粗放式的控制又很難保證調(diào)壓的效 果，可能會(huì)出現(xiàn)頻繁動(dòng)作或者電壓越限的情況。
[0006] 大規(guī)模的DG接入配電網(wǎng)有可能會(huì)造成某些時(shí)刻集中發(fā)電，形成大量的功率倒送， 導(dǎo)致部分節(jié)點(diǎn)電壓出現(xiàn)越限的情況。為保證電網(wǎng)可W安全穩(wěn)定運(yùn)行，目前的DG接入容量一 般都會(huì)被嚴(yán)格限制。相對(duì)于其他的分布式電源，光伏電源由于其配置了逆變器，可W實(shí)現(xiàn)有 功功率和無功功率的解禪，因此其無功調(diào)節(jié)更加靈活方便。在配電線路無功不足、電壓偏低 的時(shí)候，可W讓光伏電源運(yùn)行在滯后的功率因數(shù)，往電網(wǎng)輸送無功W抬升電壓；在配電線路 無功過多、電壓偏高的時(shí)候，可W讓光伏電源運(yùn)行在超前的功率因數(shù)，吸收電網(wǎng)中過多的無 功來降低電壓。
[0007]此外，光伏電源的出力晝夜變化較大，在不同的條件下無功調(diào)節(jié)應(yīng)考慮的重點(diǎn)不 同。在白天光伏電源發(fā)電的時(shí)候，為提高經(jīng)濟(jì)效益和利用效率，此時(shí)應(yīng)盡量多發(fā)有功功率， 無功控制的目的在于避免節(jié)點(diǎn)電壓越限；在夜里光伏電源無法產(chǎn)生有功出力的時(shí)候，一般 負(fù)荷也較輕，此時(shí)無功功率不宜過多，因此應(yīng)考慮讓電壓運(yùn)行在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，減 少無功流動(dòng)，降低網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的有功損耗。
[0008] 因此，需要提出一種光伏電源的功率協(xié)調(diào)控制方法，考慮如何利用光伏電源原有 的無功調(diào)節(jié)能力，協(xié)調(diào)光伏電源有功出力和無功出力，減少配電線路的節(jié)點(diǎn)電壓越限，改 善配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量和提高節(jié)能降損能力，運(yùn)也成為當(dāng)今配電網(wǎng)發(fā)展必須要解決的一個(gè)問 題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] 本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中光伏電壓無功控制的缺陷，提供一種提 高分布式電源接入配電網(wǎng)的容量，更好地實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)和光伏電源的無功控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降 耗的含光伏電源的IOkV配電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)控制方法。
[0010] 該方法通過檢測(cè)光伏電源的有功出力，在不同的情況下采用不同的無功控制策 略，在保證電壓質(zhì)量的前提下可W讓DG考慮多發(fā)有功功率，提高分布式電源接入配電網(wǎng)的 容量，從而更好地實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)和光伏電源的無功控制，進(jìn)一步挖掘配電網(wǎng)無功補(bǔ)償設(shè)備的 潛力，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
[0011] 本發(fā)明的目的可W通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到：
[0012] 含光伏電源的IOkV配電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)控制方法，包括W下步驟：
[0013] 1)從控制系統(tǒng)讀取光伏電源的有功出力數(shù)據(jù)；
[0014] 2)判斷有功出力是否大于逆變器額定容量的20%，若是，則進(jìn)入步驟3)，若否，貝U進(jìn)入步驟4);
[0015] 3)判斷光伏電源的并網(wǎng)點(diǎn)電壓是否越限，若越限，則通過調(diào)整光伏電源的無功出 力來使并網(wǎng)點(diǎn)電壓不越限，若不越限，則結(jié)束本次操作；
[0016] 4)判斷光伏電源的并網(wǎng)點(diǎn)電壓是否處于IOkV~10. 4kV之間，若否，則通過調(diào)整光 伏電源的無功出力來使并網(wǎng)點(diǎn)電壓處于IOkV~10. 4kV之間，若是，則結(jié)束本次操作。
[0017]為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，步驟3)所述的并網(wǎng)點(diǎn)電壓越限是指并網(wǎng)點(diǎn)電 壓幅值小于9. 3kV或大于10. 7kV。
[0018] 優(yōu)選地，步驟3)所述中調(diào)整光伏電源的無功出力來使并網(wǎng)點(diǎn)電壓不越限通過如 下方式進(jìn)行：當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓小于9. 3kV時(shí)，增加光伏電源的無功出力，直到并網(wǎng)點(diǎn)電壓大于 9. 3kV或光伏電源的無功出力達(dá)到極限；
[0019] 當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓大于10. 7kV時(shí)，減少光伏電源的無功出力，直到并網(wǎng)點(diǎn)電壓小于 10. 7kV；
[0020] 若光伏電源的無功出力已經(jīng)減少到0而并網(wǎng)點(diǎn)電壓仍然大于10. 7kV，則光伏電源 改為超前功率因數(shù)運(yùn)行，即改為吸收無功功率，直到并網(wǎng)點(diǎn)電壓小于10. 7kV或光伏電源的 無功出力達(dá)到極限；若光伏電源的無功出力達(dá)到極限而并網(wǎng)點(diǎn)電壓仍然大于10. 7kV，則在 不超過逆變器容量的前提下，減少光伏電源的有功出力，增加無功出力，即吸收更多的無功 功率，直到并網(wǎng)點(diǎn)電壓小于10. 7kV或光伏電源的有功出力減少到0。
[0021] 優(yōu)選地，步驟4)中所述調(diào)整光伏電源的無功出力來使并網(wǎng)點(diǎn)電壓處于IOkV~ 10. 4kV之間通過如下方式進(jìn)行：當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓小于IOkV時(shí)，增加光伏電源的無功出力，直 至IJ并網(wǎng)點(diǎn)電壓大于IOkV或光伏電源的無功出力達(dá)到極限；當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓大于10. 4kV時(shí)，減 少光伏電源的無功出力，直到并網(wǎng)點(diǎn)電壓小于10. 4kV或光伏電源的無功出力達(dá)到極限。
[0022] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果：
[0023] 1、本發(fā)明提出的含光伏電源的IOkV配電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)控制方法，可W從S個(gè)手段 出發(fā)，減少光伏電源接入配電網(wǎng)后的電壓越限情況，一是在必要時(shí)候光伏電源要運(yùn)行在超 前的功率因數(shù)吸收無功功率，二是光伏電源超前的功率因數(shù)可W使無功出力達(dá)到逆變器容 量限制，=是在必要時(shí)候減少有功出力，增加無功出力來避免電壓越限，從而有助于增加配 電網(wǎng)對(duì)光伏電源的消納能力。
[0024] 2、本發(fā)明的含分布式電源的IOkV配電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)控制方法提出，在光伏電源有 功出力超過20%時(shí)，需利用無功調(diào)節(jié)能力來維持節(jié)點(diǎn)電壓在合格范圍；必要的時(shí)候光伏電 源應(yīng)運(yùn)行在超前的功率因數(shù)來吸收無功功率，從而保證配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定和安全運(yùn)行。
[0025] 3、本發(fā)明提出的含光伏電源的IOkV配電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)控制方法，通過判斷光伏電 源的有功出力，可W對(duì)光伏電源在不同條件下進(jìn)行針對(duì)性的控制，從而滿足不同情況下的 電壓要求和無功需求。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明的含光伏電源的IOkV配電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)控制方法流程圖。
[0027] 圖2為本發(fā)明在I