本發(fā)明涉及光伏電站有功功率控制領(lǐng)域，具體涉及一種光伏電站逆變器有功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，國內(nèi)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展，成為全球最大的光伏發(fā)電市場之一，光伏組件產(chǎn)能不斷擴大。截至2021年底，光伏組件年產(chǎn)能已超過250gw，占全球總產(chǎn)能的70％以上。由于光伏發(fā)電單元的廣泛接入，光伏并網(wǎng)對配電網(wǎng)電壓和有功網(wǎng)損的影響越來越大，給配電網(wǎng)的規(guī)劃調(diào)度增加困難，并最終導(dǎo)致電網(wǎng)穩(wěn)定性下降。為保護電網(wǎng)整體穩(wěn)定運行，經(jīng)常需要對光伏發(fā)電場站進行限功率或升功率等操作，為減少暫態(tài)過程對電網(wǎng)運行的影響，因此功率調(diào)節(jié)時對調(diào)節(jié)速度、調(diào)節(jié)精度、調(diào)節(jié)容量等都有具體要求。目前的功率調(diào)節(jié)計劃往往只會計算到場站內(nèi)的各個區(qū)域的功率目標值并將其平均下發(fā)至區(qū)域內(nèi)各逆變器，很少將調(diào)節(jié)計劃精確到單獨的逆變器，但是各個片區(qū)內(nèi)不同逆變器也會因為個體差異發(fā)電能力有所區(qū)別，將各個片區(qū)的功率目標值簡單進行平均之后下發(fā)給各個逆變器可能會導(dǎo)致個別逆變器過載等情況，從而影響逆變器壽命等，甚至影響電網(wǎng)整體的安全穩(wěn)定運行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出了一種光伏電站逆變器有功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，對各個光伏逆變器的緊急態(tài)控制、一次調(diào)頻、agc等場景下的調(diào)節(jié)能力進行評估，并在此基礎(chǔ)上進行功率計劃優(yōu)化分配，主要解決目前光伏逆變器按照控制指令進行調(diào)節(jié)時可能導(dǎo)致的逆變器調(diào)節(jié)精度或調(diào)節(jié)速度不能滿足運行要求等問題。

2、一種光伏電站逆變器有功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，基于由站控控制裝置、光纖環(huán)網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)交換機及逆變器組成的控制系統(tǒng)，該方法由以下步驟實現(xiàn)：

3、步驟一，利用各逆變器之間的光衰di判斷實時通信鏈路狀態(tài)，當光衰越下限dmin時認為光源功率過高，可能會導(dǎo)致誤碼率過高、設(shè)備損壞一系列后果；當光衰di越上限dmax時認為節(jié)點之間的光衰過大，通信質(zhì)量下降；當出現(xiàn)上述兩種情況時，則認為該逆變器通信中斷，應(yīng)將該逆變器移出可控逆變器范圍。

4、步驟二，對各逆變器的最大可調(diào)節(jié)容量進行預(yù)測。根據(jù)場站中每臺逆變器的地理位置劃分成若干分區(qū)，并在各個分區(qū)中選取樣本逆變器，樣本逆變器不參與功率調(diào)節(jié)，將樣本逆變器的當前功率psample作為該分區(qū)逆變器的最大發(fā)電功率的估計值基值，并利用基于隸屬度函數(shù)的修正系數(shù)kpi對最大發(fā)電功率估計值基值進行修正從而得到各逆變器的最大發(fā)電功率預(yù)測值當需要進行功率上調(diào)時，各逆變器最大可調(diào)節(jié)容量其中pci為該逆變器當前功率，需要進行功率下調(diào)時，各逆變器最大可調(diào)節(jié)容量其中psi為最小可調(diào)節(jié)閾值。

5、步驟三，對各逆變器的調(diào)節(jié)速度性能進行預(yù)測。首先對各逆變器進行性能測試得到逆變器本地調(diào)節(jié)響應(yīng)時間tpi、單步調(diào)節(jié)所需時間tset_i，其中逆變器本地調(diào)節(jié)響應(yīng)時間tpi定義為階躍實驗中從階躍量加入開始到被控量變化至10％階躍量所需時間，單步調(diào)節(jié)所需時間為mppt(maximum?power?point?tracking最大功率點跟蹤控制)算法中每次改變電壓或電流的時間間隔；當需要進行功率調(diào)節(jié)時，調(diào)節(jié)響應(yīng)時間直接采用性能測試中的逆變器本地響應(yīng)時間tpi，調(diào)節(jié)到位時間應(yīng)結(jié)合各光伏逆變器的調(diào)節(jié)步長定值δset_i及單步調(diào)節(jié)所需時間tset_i計算將調(diào)節(jié)響應(yīng)時間tpi與調(diào)節(jié)到位時間tsi相加從而得到各逆變器的調(diào)節(jié)所需時間ti＝tpi+tsi，從而根據(jù)調(diào)節(jié)所需時間對各逆變器的調(diào)節(jié)速度進行評估。

6、步驟四，結(jié)合調(diào)節(jié)誤差的歷史數(shù)據(jù)對各逆變器的調(diào)節(jié)精度性能進行評價。統(tǒng)計各逆變器歷次功率調(diào)節(jié)過程中調(diào)節(jié)誤差ei＝|pdi-pi'|/pni的歷史數(shù)據(jù)，pdi為目標功率，pi'為進入調(diào)節(jié)死區(qū)后逆變器的有功功率，pni為逆變器的額定功率。構(gòu)建調(diào)節(jié)誤差與當前發(fā)電功率pi、環(huán)境溫度ti相關(guān)的預(yù)先計算表，在需要進行功率調(diào)節(jié)時直接采用查表法選取對應(yīng)的ei對調(diào)節(jié)精度進行評估。

7、步驟五，構(gòu)建各逆變器最大可調(diào)節(jié)容量調(diào)節(jié)所需時間ti、調(diào)節(jié)誤差ei作為輸入?yún)?shù)的調(diào)節(jié)性能函數(shù)，得到逆變器綜合調(diào)節(jié)性能qi，并將其統(tǒng)一上送至各級控制系統(tǒng)。

8、步驟六，當需要進行功率調(diào)節(jié)時，由控制系統(tǒng)根據(jù)各逆變器的綜合調(diào)節(jié)性能從高到低進行排序，并以此順序作為功率調(diào)節(jié)優(yōu)先級順序，從而滿足緊急態(tài)控制、一次調(diào)頻、agc(automaticgeneration?control，自動發(fā)電控制)調(diào)節(jié)等不同場景需求，當只需要進行agc調(diào)節(jié)時，為保證需要進行緊急態(tài)控制及一次調(diào)頻時仍有可調(diào)節(jié)容量，應(yīng)對調(diào)節(jié)性能設(shè)置閾值，低于該閾值的逆變器由agc系統(tǒng)按綜合調(diào)節(jié)性能從高到低的原則下發(fā)目標功率值進行調(diào)節(jié)。

9、本發(fā)明還提供了一種計算機存儲介質(zhì)和一種電子設(shè)備，其中，計算機存儲介質(zhì)上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述方法的步驟。電子設(shè)備包括存儲器、以及一個或多個處理器，所述存儲器用于存儲一個或多個程序；所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)所述的方法。

10、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過對光伏逆變器的可調(diào)節(jié)容量、調(diào)節(jié)到位時間、調(diào)節(jié)精度進行評價，并通過調(diào)節(jié)性能的大小對各個應(yīng)用場景下不同逆變器的優(yōu)先級進行排序，從而滿足緊急態(tài)控制、一次調(diào)頻、agc等不同場景需求，有效避免因進行agc調(diào)節(jié)后緊急態(tài)控制因無調(diào)節(jié)性能滿足時間需求的逆變器導(dǎo)致的逆變器調(diào)節(jié)精度或調(diào)節(jié)速度不能滿足運行要求的情況。

技術(shù)特征：

1.一種光伏電站逆變器有功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，其特征在于：基于由站控控制裝置、光纖環(huán)網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)交換機及逆變器組成的控制系統(tǒng)，具體包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電站逆變器有功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，其特征在于：步驟一中，該系統(tǒng)的設(shè)備均采用支持snmp的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并在控制系統(tǒng)上配置snmp代理和snmp管理系統(tǒng)，從而通過snmp的特定的oid來實現(xiàn)對各逆變器的光衰監(jiān)測；利用各逆變器光衰di判斷實時通信鏈路狀態(tài)，對各個逆變器的光衰進行統(tǒng)計，對光纖環(huán)網(wǎng)的通訊鏈路狀態(tài)進行評估，各逆變器的光衰di在默認通信鏈路條件下應(yīng)始終滿足如下標準：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電站逆變器有功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，其特征在于：步驟二中，各逆變器的最大發(fā)電功率預(yù)測值計算公式如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電站逆變器有功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，其特征在于：步驟四中，需通過調(diào)節(jié)誤差的歷史數(shù)據(jù)對調(diào)節(jié)精度進行評價，調(diào)節(jié)誤差的定義如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電站逆變器有功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，其特征在于：步驟五中，需對穩(wěn)控系統(tǒng)緊急態(tài)控制、一次調(diào)頻、agc多種場景構(gòu)建綜合調(diào)節(jié)性能函數(shù)qi，將調(diào)節(jié)速度、可調(diào)節(jié)容量、調(diào)節(jié)精度作為綜合調(diào)節(jié)性能函數(shù)qi的評價標準，則qi最終表達式寫作:

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電站逆變器有功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，其特征在于：步驟六中將所有逆變器優(yōu)先級應(yīng)根據(jù)綜合調(diào)節(jié)性能從高到低依次排序，直至選定的逆變器組合的可調(diào)節(jié)功率滿足需要此次調(diào)節(jié)的功率需求；當只需要進行agc調(diào)節(jié)時，為保證暫態(tài)和動態(tài)調(diào)節(jié)時仍有可調(diào)節(jié)容量，應(yīng)設(shè)置逆變器性能函數(shù)閾值，閾值的設(shè)置應(yīng)保證當進行功率下調(diào)時整站剩余可下調(diào)容量不低于整站額定功率pn_set的α％，進行功率上調(diào)時整站剩余可上調(diào)容量不低于整站額定功率pn_set的β％，α和β均可通過定值整定，當預(yù)留容量不足以滿足agc調(diào)節(jié)容量需求時應(yīng)對預(yù)留逆變器部分開放出來進行調(diào)節(jié)。

7.一種計算機存儲介質(zhì)，其特征在于，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一所述方法的步驟。

8.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括存儲器、以及一個或多個處理器，所述存儲器用于存儲一個或多個程序；所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種光伏電站逆變器有功功率協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法，涉及光伏電站有功功率控制方法領(lǐng)域，主要解決常規(guī)逆變器功率調(diào)節(jié)方法可能導(dǎo)致的調(diào)節(jié)精度或速度不足等問題。該方法首先根據(jù)環(huán)網(wǎng)上逆變器之間的光衰排除通信中斷的逆變器。根據(jù)逆變器的地理位置劃分區(qū)域，選取樣本逆變器將其功率作為同區(qū)逆變器功率估計值基值，并對該基值進行修正。其次對各逆變器進行性能測試得到本地調(diào)節(jié)響應(yīng)時間，并預(yù)估調(diào)節(jié)到位時間，從而綜合計算得到調(diào)節(jié)所需時間，對調(diào)節(jié)速度性能進行評估。通過調(diào)節(jié)誤差的歷史數(shù)據(jù)，對各個逆變器的調(diào)節(jié)精度性能進行評估。最后構(gòu)建包含可調(diào)節(jié)容量、調(diào)節(jié)速度、調(diào)節(jié)精度的綜合調(diào)節(jié)性能函數(shù)，選取最優(yōu)逆變器組合進行功率調(diào)節(jié)。

技術(shù)研發(fā)人員：顏云松,湯奕
受保護的技術(shù)使用者：東南大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10