本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，尤其涉及一種低壓配電網(wǎng)臺(tái)區(qū)分布式光伏多層級(jí)調(diào)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著光伏在配電網(wǎng)中滲透率的提高，傳統(tǒng)配電網(wǎng)潮流會(huì)出現(xiàn)變化，甚至產(chǎn)生反向潮流，導(dǎo)致配電網(wǎng)末端電壓抬升，在負(fù)荷較少的農(nóng)村配電網(wǎng)中，由于負(fù)荷總量少，光伏滲透率高，電壓的抬升現(xiàn)象更為嚴(yán)重，當(dāng)電壓抬升過高時(shí)，會(huì)影響電網(wǎng)安全，容易發(fā)生損壞用電電器及光伏逆變器退出運(yùn)行等問題，這也是阻礙提高電網(wǎng)中可再生能源所占比例的主要原因之一。

2、目前，對(duì)分布式光伏調(diào)控的研究，主要集中在區(qū)域級(jí)的群調(diào)群控，對(duì)于臺(tái)區(qū)的過電壓?jiǎn)栴}，以剛性控制及限制光伏并網(wǎng)接入為主。在一些相關(guān)技術(shù)中，公開號(hào)為cn115149586a的中國(guó)專利提出了一種分布式能源聚合調(diào)控與自主調(diào)控協(xié)同優(yōu)化方法及系統(tǒng)，構(gòu)建分布式光伏總出力成本和供電可靠性聯(lián)合優(yōu)化問題，其調(diào)控方法為光伏有功調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為區(qū)域電網(wǎng)，無法解決臺(tái)區(qū)光伏造成的過電壓?jiǎn)栴}。在另一些相關(guān)技術(shù)中，公開號(hào)為cn114465358a的中國(guó)專利公開了分布式光伏逆變器控制系統(tǒng)及方法，給出了一種分布式光伏逆變器控制系統(tǒng)物理架構(gòu)，只針對(duì)光伏逆變器進(jìn)行調(diào)節(jié)，但未考慮家庭中的可調(diào)負(fù)荷及臺(tái)區(qū)的可調(diào)負(fù)荷資源，且未給出調(diào)節(jié)量的計(jì)算方法及具體的調(diào)節(jié)流程，難以充分挖掘配電網(wǎng)多層級(jí)可控資源的調(diào)節(jié)能力，無法滿足分布式光伏的多層級(jí)協(xié)調(diào)控制需求。

3、因此，研究利用家庭中的可調(diào)負(fù)荷及臺(tái)區(qū)的可調(diào)負(fù)荷資源，轉(zhuǎn)移用電負(fù)荷，消納臺(tái)區(qū)光伏發(fā)電，以及對(duì)光伏出力進(jìn)行柔性調(diào)節(jié)，保證臺(tái)區(qū)供電安全的前提下，最大限度的利用光伏等清潔能源，是學(xué)界和工業(yè)界亟待解決的重要問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種低壓配電網(wǎng)臺(tái)區(qū)分布式光伏多層級(jí)調(diào)控方法及系統(tǒng)，充分調(diào)動(dòng)家庭負(fù)荷和臺(tái)區(qū)資源的互動(dòng)調(diào)節(jié)能力，以及光伏逆變器的無功調(diào)節(jié)和有功調(diào)節(jié)能力，可有效降低臺(tái)區(qū)分布式光伏接入造成的過電壓，保證供電安全，提升分布式光伏接入和消納能力。

2、本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

3、第一方面，本發(fā)明提供一種低壓配電網(wǎng)臺(tái)區(qū)分布式光伏多層級(jí)調(diào)控方法，方法包括：

4、監(jiān)測(cè)分布式光伏并網(wǎng)點(diǎn)電壓是否大于等于設(shè)定的過電壓閾值，如是，則按優(yōu)先級(jí)順序由低到高依次執(zhí)行一到四級(jí)調(diào)控，并在每級(jí)調(diào)控后，判斷當(dāng)前電壓是否低于所述過電壓閾值，如低于，則不執(zhí)行下一級(jí)調(diào)控，并繼續(xù)監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電壓，若當(dāng)前電壓小于設(shè)定的恢復(fù)閾值，則按照所述優(yōu)先級(jí)相反的順序逐步退出之前的調(diào)控操作；所述恢復(fù)閾值低于過電壓閾值；其中：

5、一級(jí)調(diào)控包括對(duì)用戶家庭層中家用電器的負(fù)荷調(diào)節(jié)；

6、二級(jí)調(diào)控包括對(duì)低壓配電臺(tái)區(qū)層內(nèi)各可調(diào)資源的負(fù)荷調(diào)節(jié)；

7、三級(jí)調(diào)控包括對(duì)光伏并網(wǎng)層中光伏逆變器的無功調(diào)節(jié)；

8、四級(jí)調(diào)控包括對(duì)光伏并網(wǎng)層中光伏逆變器的有功調(diào)節(jié)。

9、可選的，所述一級(jí)調(diào)控具體包括：

10、對(duì)于并網(wǎng)點(diǎn)電壓超過所述過電壓閾值的用戶，判斷其用電負(fù)荷是否小于該用戶的光伏發(fā)電功率；若小于，則根據(jù)用戶日前上報(bào)的家庭負(fù)荷可調(diào)節(jié)容量及用戶舒適度因子，生成一級(jí)調(diào)控策略的需求響應(yīng)調(diào)節(jié)計(jì)劃，并發(fā)送至該用戶；

11、用戶按照下發(fā)的需求響應(yīng)調(diào)節(jié)計(jì)劃選擇啟動(dòng)家庭中的可調(diào)節(jié)電器或調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)電器的運(yùn)行功率，以降低分布式光伏并網(wǎng)點(diǎn)的電壓。

12、可選的，所述需求響應(yīng)調(diào)節(jié)計(jì)劃包括響應(yīng)時(shí)段及目標(biāo)響應(yīng)功率，其計(jì)算公式如下：

13、pi,dst1＝λi,1×pi,1,max

14、式中，pi,dst1表示對(duì)用戶i下發(fā)的在t響應(yīng)時(shí)段的目標(biāo)響應(yīng)功率；pi,t,max表示用戶i上報(bào)的可調(diào)節(jié)容量；λi,1表示用戶i上報(bào)的舒適度因子，0≤λi,1≤1。

15、可選的，所述二級(jí)調(diào)控具體包括：

16、根據(jù)過電壓光伏并網(wǎng)點(diǎn)的位置信息以及各可調(diào)節(jié)資源的位置信息，結(jié)合臺(tái)區(qū)線路拓?fù)潢P(guān)系，聚合各所述可調(diào)節(jié)資源；

17、根據(jù)各所述可調(diào)節(jié)資源上報(bào)的可調(diào)節(jié)負(fù)荷容量及可調(diào)度比例系數(shù)，分別生成各所述可調(diào)節(jié)資源對(duì)應(yīng)的柔性調(diào)節(jié)功率；其中，各所述可調(diào)節(jié)資源包括儲(chǔ)能投入、電動(dòng)汽車充電、改變工商業(yè)負(fù)荷設(shè)備運(yùn)行模式增加運(yùn)行功率和轉(zhuǎn)移負(fù)荷運(yùn)行到當(dāng)前時(shí)段；

18、基于各所述可調(diào)節(jié)資源對(duì)應(yīng)的柔性調(diào)節(jié)功率，按照距離臺(tái)區(qū)拓?fù)淠┒擞山竭h(yuǎn)的順序依次輪詢臺(tái)區(qū)內(nèi)各所述可調(diào)節(jié)資源并進(jìn)行對(duì)應(yīng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)，以降低分布式光伏并網(wǎng)點(diǎn)的電壓。

19、可選的，所述柔性調(diào)節(jié)功率的計(jì)算公式如下：

20、

21、式中,pj,2task表示可調(diào)節(jié)資源j的柔性調(diào)節(jié)功率；pj表示可調(diào)節(jié)資源j的單個(gè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷容量；fj是可調(diào)節(jié)資源j的可調(diào)度比例系數(shù)，fj≤1。

22、可選的，所述三級(jí)調(diào)控具體包括：

23、按照距離臺(tái)區(qū)拓?fù)淠┒擞山竭h(yuǎn)的順序依次輪詢臺(tái)區(qū)內(nèi)各光伏逆變器并進(jìn)行對(duì)應(yīng)的無功調(diào)節(jié)；其中，對(duì)各所述光伏逆變器進(jìn)行無功調(diào)節(jié)的單次調(diào)增量的表達(dá)式如下：

24、qi,調(diào)節(jié)＝nqi×qi,pvmax

25、

26、式中，qi,調(diào)節(jié)表示對(duì)用戶i的光伏逆變器的單次無功功率調(diào)增量；nqi為用戶i的光伏逆變器的無功調(diào)節(jié)比例系數(shù)，nqi≤1；qi,pvmax表示用戶i的光伏逆變器可輸出的最大剛性無功功率；si,pv為用戶i的光伏逆變器的容量，pi,pv為用戶i的光伏逆變器當(dāng)前輸出的有功功率。

27、可選的，所述四級(jí)調(diào)控具體包括：

28、按照距離臺(tái)區(qū)拓?fù)淠┒擞山竭h(yuǎn)的順序依次輪詢臺(tái)區(qū)內(nèi)各光伏逆變器并進(jìn)行對(duì)應(yīng)的有功調(diào)節(jié)；其中，對(duì)各所述光伏逆變器進(jìn)行有功調(diào)節(jié)的單次調(diào)減量的表達(dá)式如下：

29、

30、式中，δpi,4表示對(duì)用戶i的光伏逆變器的單次有功功率調(diào)減量，sreference為臺(tái)區(qū)內(nèi)所有光伏逆變器的平均申報(bào)容量，si,pv為用戶i的光伏申報(bào)容量，δpreference為設(shè)定的有功功率調(diào)節(jié)值，αi為用戶i的光伏逆變器的加權(quán)調(diào)節(jié)因子。

31、可選的，所述加權(quán)調(diào)節(jié)因子，αi的計(jì)算公式如下：

32、

33、式中，ui表示用戶i的光伏逆變器的并網(wǎng)電壓，uover表示過電壓閾值。

34、第二方面，本發(fā)明提供一種低壓配電網(wǎng)臺(tái)區(qū)分布式光伏多層級(jí)調(diào)控系統(tǒng)，運(yùn)行如本發(fā)明第一方面中任一項(xiàng)所述方法的步驟，系統(tǒng)包括：

35、監(jiān)測(cè)電壓模塊，用于監(jiān)測(cè)分布式光伏并網(wǎng)點(diǎn)電壓是否大于等于設(shè)定的過電壓閾值；

36、分級(jí)調(diào)控模塊，用于當(dāng)監(jiān)測(cè)模塊的監(jiān)測(cè)結(jié)果為是時(shí)，按優(yōu)先級(jí)順序由低到高依次執(zhí)行一到四級(jí)調(diào)控，并在每級(jí)調(diào)控后，判斷當(dāng)前電壓是否低于所述過電壓閾值，如低于，則不執(zhí)行下一級(jí)調(diào)控，并繼續(xù)監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電壓，若當(dāng)前電壓小于設(shè)定的恢復(fù)閾值，則按照所述優(yōu)先級(jí)相反的順序逐步退出之前的調(diào)控操作；所述恢復(fù)閾值低于過電壓閾值；其中，所述分級(jí)調(diào)控模塊包括：

37、一級(jí)調(diào)控單元，用于對(duì)用戶家庭層中家用電器進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)；

38、二級(jí)調(diào)控單元，用于對(duì)低壓配電臺(tái)區(qū)層內(nèi)各可調(diào)資源進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)；

39、三級(jí)調(diào)控單元，用于對(duì)光伏并網(wǎng)層中光伏逆變器進(jìn)行無功調(diào)節(jié)；

40、四級(jí)調(diào)控單元，用于對(duì)光伏并網(wǎng)層中光伏逆變器進(jìn)行有功調(diào)節(jié)。

41、第三方面，本發(fā)明還提供一種低壓配電網(wǎng)臺(tái)區(qū)分布式光伏多層級(jí)調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)包括：

42、家庭能源網(wǎng)關(guān)，用于監(jiān)測(cè)單個(gè)光伏并網(wǎng)點(diǎn)及家庭電器運(yùn)行狀態(tài)；其中，所述家庭能源網(wǎng)關(guān)與光伏逆變器、智能家用電器及智能插座通信連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏逆變器、智能家用電器和智能插座的控制；

43、臺(tái)區(qū)智能終端，用于將獲取的臺(tái)區(qū)內(nèi)各用戶用電、光伏發(fā)電及可調(diào)節(jié)資源的運(yùn)行信息上報(bào)值主站，并將主站生成的調(diào)控策略下發(fā)至臺(tái)區(qū)內(nèi)家庭能源網(wǎng)關(guān)、儲(chǔ)能及各可調(diào)節(jié)資源；

44、所述主站內(nèi)設(shè)有處理器，用于根據(jù)本發(fā)明第一方面任一項(xiàng)所述方法的步驟生成所述調(diào)控策略。

45、本發(fā)明的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比：

46、本發(fā)明將家庭可調(diào)電器及臺(tái)區(qū)的可調(diào)負(fù)荷資源納入臺(tái)區(qū)靈活資源包中，大幅提高了臺(tái)區(qū)可調(diào)節(jié)潛力，通過多層級(jí)調(diào)控的方式進(jìn)行柔性調(diào)節(jié)，并基于臺(tái)區(qū)線路拓?fù)潢P(guān)系對(duì)光伏逆變器進(jìn)行無功調(diào)節(jié)和有功出調(diào)節(jié)，在保證供用電安全的前提下，最大限度的實(shí)現(xiàn)了分布式光伏的并網(wǎng)及消納；解決了目前分布式光伏大量接入的臺(tái)區(qū)，出現(xiàn)過電壓，損壞用電電器，引起供用電安全及光伏逆變器退出運(yùn)行等問題，實(shí)現(xiàn)了臺(tái)區(qū)側(cè)源荷自治平衡，保證了配電網(wǎng)的供電安全，適合推廣運(yùn)用。