一种面向分布式光伏并网的无功自适应电压调节方法及装置与流程

本发明涉及新能源并网，具体涉及一种面向分布式光伏并网的无功自适应电压调节方法及装置。

背景技术：

1、近年来，在新型电力系统建设持续推进的背景下，光伏发电装机规模快速增长，分布式光伏已成为配电网侧新能源接入的重要形式。

2、分布式光伏多接入低压台区或配电线路末端，具有接入点分散、出力受光照影响明显、午间出力集中等特点。当光伏大发而本地负荷较低时，功率由用户侧向配电网侧反向输送，容易抬高馈线末端及光伏并网点电压，引发电压越限、逆变器脱网、光伏限发以及用户侧电能质量下降等问题。配电线路电压变化同时受有功功率和无功功率影响，尤其在电阻占比较高的中低压配电网中，有功功率变化对电压质量具有显著影响。

3、现有恒无功、恒功率因数或单一q（u）控制在逆变器无功容量不足时调压能力受限；单纯依靠有功限发又可能造成不必要的新能源损失。因此，需要建立有功限发与无功补偿按电压状态和逆变器容量动态协同的控制方法。

技术实现思路

1、为了克服上述缺陷，本发明提出了一种面向分布式光伏并网的无功自适应电压调节方法及装置。

2、第一方面，提供一种面向分布式光伏并网的无功自适应电压调节方法，所述面向分布式光伏并网的无功自适应电压调节方法包括：

3、获取光伏并网逆变器的pcc点电压与电压阈值的比较结果；

4、基于所述比较结果确定有功指令修正值和无功指令修正值；

5、利用所述有功指令修正值和无功指令修正值生成用于调节光伏并网逆变器的spwm驱动信号，控制光伏并网逆变器完成电压调节。

6、优选的，所述基于所述比较结果确定有功指令修正值和无功指令修正值，包括：

7、当光伏并网逆变器的pcc点电压未超过电压阈值时，确定有功指令修正值为光伏最大功率点输出，并利用无功电压控制策略生成无功指令修正值；

8、当光伏并网逆变器的pcc点电压超过电压阈值时，基于光伏最大功率点输出与光伏并网逆变器输出功率上限的比较结果确定有功指令修正值和无功指令修正值。

9、进一步的，所述基于光伏最大功率点输出与光伏并网逆变器输出功率上限的比较结果确定有功指令修正值和无功指令修正值，包括：

10、获取光伏并网逆变器输出功率上限，当光伏并网逆变器输出功率上限超过光伏并网逆变器额定容量时，令光伏并网逆变器输出功率上限等于光伏并网逆变器额定容量；

11、判断光伏并网逆变器输出功率上限是否大于等于光伏最大功率点输出，若是，则确定有功指令修正值为光伏最大功率点输出，并利用无功电压控制策略生成无功指令修正值，否则，基于光伏并网逆变器输出功率上限与光伏最大功率点输出之间的绝对差值确定有功指令修正值和无功指令修正值。

12、进一步的，所述基于光伏并网逆变器输出功率上限与光伏最大功率点输出之间的绝对差值确定有功指令修正值和无功指令修正值，包括：

13、判断光伏并网逆变器输出功率上限与光伏最大功率点输出之间的绝对差值是否在预设范围内，若是，则确定有功指令修正值为光伏最大功率点输出，并利用无功电压控制策略生成无功指令修正值，否则，确定有功指令修正值为光伏最大功率点输出与调节系数的乘积，并利用无功电压控制策略和功率因数角控制策略生成无功指令修正值。

14、进一步的，所述预设范围为0至(1-x)pmppt，其中，x为调节系数，pmppt为光伏最大功率点输出。

15、进一步的，所述调节系数为0.9。

16、进一步的，所述无功指令修正值的绝对值不超过光伏并网逆变器可用无功容量。

17、进一步的，所述光伏并网逆变器可用无功容量如下：

18、

19、上式中，为光伏并网逆变器可用无功容量，为光伏并网逆变器额定容量，为光伏并网逆变器当前有功输出。

20、优选的，所述利用所述有功指令修正值和无功指令修正值生成用于调节光伏并网逆变器的spwm驱动信号，包括：

21、将所述有功指令修正值和无功指令修正值作为有功参考值和无功参考值输入至光伏并网逆变器的双环解耦控制模块，生成对应的spwm驱动信号。

22、进一步的，在生成spwm驱动信号的过程中，设置有功参考值的最大变化值与无功参考值的最大变化值，当有功参考值和无功参考值与上一控制周期的实际有功参考值和无功参考值的差值超过所述最大变化值时，按所述最大变化值更新有功参考值和无功参考值。

23、第二方面，提供一种面向分布式光伏并网的无功自适应电压调节装置，所述面向分布式光伏并网的无功自适应电压调节装置包括：

24、获取模块，用于获取光伏并网逆变器的pcc点电压与电压阈值的比较结果；

25、确定模块，用于基于所述比较结果确定有功指令修正值和无功指令修正值；

26、调节模块，用于利用所述有功指令修正值和无功指令修正值生成用于调节光伏并网逆变器的spwm驱动信号，控制光伏并网逆变器完成电压调节。

27、第三方面，提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；

28、所述处理器，用于存储一个或多个程序；

29、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的面向分布式光伏并网的无功自适应电压调节方法。

30、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的面向分布式光伏并网的无功自适应电压调节方法。

31、本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：

32、本发明提供了一种面向分布式光伏并网的无功自适应电压调节方法及装置，包括：获取光伏并网逆变器的pcc点电压与电压阈值的比较结果；基于所述比较结果确定有功指令修正值和无功指令修正值；利用所述有功指令修正值和无功指令修正值生成用于调节光伏并网逆变器的spwm驱动信号，控制光伏并网逆变器完成电压调节。本发明提供的技术方案，实现了光伏逆变器有功出力控制、剩余无功容量利用、电压基准自适应修正与孤岛辅助识别的统一发挥，具体的：

33、本发明同时利用有功功率和无功功率对配电网电压的影响，在pcc电压越限时通过有功限发直接降低反向潮流，并利用剩余容量进行无功补偿，能够在单一无功控制能力不足的工况下继续抑制馈线末端电压升高，提高配电网电压合格率。

34、本发明提供的技术方案中当预计削减量较小时，按有功上限精确限发；当预计削减量超过最大可用有功功率的10%时，将实际削减比例限制为10%，再由无功补偿承担后续调压任务，避免为追求电压控制而产生过度弃光。被削减能量还可通过储能装置转移至高负荷或紧急时段使用。

35、本发明依据实时有功输出计算逆变器剩余无功容量，使无功参考值随p和s动态变化，并结合电压pi调节、电压参考pi调节与程序限幅机制，避免无功控制长期饱和、频繁振荡或过度调节，适应不同接入位置、光照水平和负荷状态。

36、本发明不改变原有配电网线路架构，不额外设置独立无功补偿装置，不依赖有载调压变压器频繁动作，可直接依托既有光伏并网逆变器完成电压支撑、功率分配和孤岛辅助检测，降低光伏因电压越限而脱网的概率，提升新能源承载能力和检修安全水平。