基于短路比感知的跟网构网光伏集群机组容量配置方法与流程

本发明涉及交流电网，尤其涉及基于短路比感知的跟网构网光伏集群机组容量配置方法。

背景技术：

1、在交流电网技术领域，光伏集群并网运行成为新能源消纳的重要形式，光伏集群中同时配置跟网型与构网型逆变器是主流配置方式，但现有光伏集群机组容量配置方法未将并网接入点的短路比作为核心感知参数，无法根据电网并网强度动态调整两种逆变器的运行模式配比与容量分配方案，且在逆变器控制指令生成阶段，未结合光照与电压波动的干扰量测值进行输出响应的自适应调整，使得逆变器实际输出与预期响应存在较大偏差，直接降低了容量配置与控制指令的适配性。

2、现有技术对光伏集群逆变器的有功、无功输出设定值调整缺乏与模式切换指令、容量分配方案的深度耦合，容量配额拆解与约束调配缺乏标准化流程，同时在协调逆变器输出时，未能有效聚合集群出力能力态势并精准响应配电网的频率与电压变化，且各类控制指令的融合仅做简单叠加，未进行语义对齐与执行冲突的时序仲裁，易出现指令执行矛盾的问题，导致光伏集群机组容量配置效率偏低，逆变器间的输出协同性差，难以适配配电网的动态运行状态，无法保障光伏集群并网后的稳定运行。

技术实现思路

1、本发明提供基于短路比感知的跟网构网光伏集群机组容量配置方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的基于短路比感知的跟网构网光伏集群机组容量配置方法，包括：

3、步骤1：将目标配电网中并网接入点的短路比值、光伏集群的输出功率与电压、以及表征光照与电压波动的干扰量测值整合为所述目标配电网的实时运行数据；

4、步骤2：根据所述干扰量测值与预设的逆变器基准参数，对光伏集群中逆变器的实际输出响应与预期响应进行自适应调整，以得到所述逆变器的初步控制指令；

5、步骤3：基于所述短路比值，对所述光伏集群中构网型逆变器与跟网型逆变器的运行模式进行配比确定，得到所述光伏集群的模式切换指令与容量分配方案；

6、步骤4：根据所述模式切换指令与所述容量分配方案，调整所述光伏集群中逆变器的有功与无功输出设定值；

7、步骤5：基于调整后的所述有功与无功输出设定值，协调所述光伏集群中逆变器之间的输出，并响应所述目标配电网的频率与电压变化，得到所述目标配电网的协同控制指令；

8、步骤6：融合所述初步控制指令、所述输出设定值及所述协同控制指令，得到所述目标配电网的综合控制指令集，并下发至所述光伏集群中的逆变器。

9、在一个优选的实施方式中，所述将目标配电网中并网接入点的短路比值、光伏集群的输出功率与电压、以及表征光照与电压波动的干扰量测值整合为所述目标配电网的实时运行数据，包括：

10、通过目标配电网中并网接入点处的同步相量量测单元，采集所述并网接入点的电压相量与电流相量，生成所述并网接入点的短路容量；

11、从所述短路容量中，提取所述并网接入点的短路比值；

12、通过所述目标配电网在光伏集群中逆变器的本地控制器，读取所述逆变器的实时输出有功功率、实时输出无功功率以及并网端电压幅值，并汇集为所述光伏集群的输出功率与电压；

13、获取所述光伏集群所在区域在连续时间序列下的光照辐照度采样值，并从所述并网接入点处的电压监测装置获取同步时间序列下的电压瞬时值采样值；

14、将所述光照辐照度采样值与所述电压瞬时值采样值关联为表征光照与电压波动的干扰量测值；

15、按照统一的时间戳标识，将所述短路比值、所述输出功率与电压以及所述干扰量测值进行数据重组，得到所述目标配电网的实时运行数据。

16、在一个优选的实施方式中，所述根据所述干扰量测值与预设的逆变器基准参数，对光伏集群中逆变器的实际输出响应与预期响应进行自适应调整，以得到所述逆变器的初步控制指令，包括：

17、读取所述光伏集群中逆变器在当前控制周期内的实际输出有功功率与无功功率，得到所述逆变器的实际输出响应；

18、将所述干扰量测值中的光照辐照度采样值、电压瞬时值采样值与预设的逆变器基准参数进行映射匹配，得到所述逆变器的期望有功功率参考值和期望无功功率参考值；

19、将所述期望有功功率参考值与所述期望无功功率参考值关联为所述逆变器的预期响应；

20、将所述实际输出响应与所述预期响应进行逐点比对，生成所述逆变器的有功功率偏差指示量和无功功率偏差指示量；

21、根据所述有功功率偏差指示量与所述无功功率偏差指示量，调整所述逆变器的电流内环有功轴参考值及电流内环无功轴参考值，以使所述实际输出响应向所述预期响应逼近；

22、将调整后的所述电流内环有功轴参考值与所述电流内环无功轴参考值进行格式化封装，得到所述逆变器的初步控制指令。

23、在一个优选的实施方式中，所述基于所述短路比值，对所述光伏集群中构网型逆变器与跟网型逆变器的运行模式进行配比确定，得到所述光伏集群的模式切换指令与容量分配方案，包括：

24、对所述短路比值进行并网强度解译，得到所述并网接入点的并网强度属性；

25、基于所述并网强度属性，对预设的逆变器运行模式库进行模式倾向抽取，得到所述光伏集群的集群运行模式倾向，所述集群运行模式倾向包含构网型逆变器与跟网型逆变器的启用配比；

26、基于所述集群运行模式倾向，对所述光伏集群中处于待命状态的逆变器进行运行模式指派，得到所述逆变器的模式标识；

27、基于所述模式标识，对分配有构网运行模式标识的逆变器额定容量进行构网容量归集，并对分配有跟网运行模式标识的逆变器额定容量进行跟网容量归集，得到所述光伏集群的构网型机组总容量与跟网型机组总容量；

28、基于所述构网型机组总容量与所述跟网型机组总容量，对所述光伏集群的容量配比进行比例整定，得到所述光伏集群的容量分配方案，并将所述逆变器的模式标识封装为对应的模式切换指令。

29、在一个优选的实施方式中，所述基于所述并网强度属性，对预设的逆变器运行模式库进行模式倾向抽取，得到所述光伏集群的集群运行模式倾向，所述集群运行模式倾向包含构网型逆变器与跟网型逆变器的启用配比，包括：

30、对所述并网强度属性进行并网强度等级解译，得到所述并网接入点的并网强度等级；

31、基于所述并网强度等级，从预设的逆变器运行模式库中提取衰减系数与参考阈值，得到所述光伏集群的模式倾向整定参数；

32、根据所述并网强度等级，对所述逆变器运行模式库进行模式域筛选，得到所述光伏集群的待选模式；

33、基于所述并网强度等级和所述模式倾向整定参数，对所述待选模式进行运行模式倾向性评估，得到所述待选模式的倾向性权重，其中，所述倾向性权重的计算公式如下：

34、；

35、式中，表示所述倾向性权重，表示自然常数，表示所述衰减系数，表示所述并网强度等级，表示所述参考阈值；

36、基于所述倾向性权重，对所述待选模式中的构网运行模式与跟网运行模式进行启用比例整定，得到所述构网型逆变器与所述跟网型逆变器的启用配比；

37、对所述启用配比进行模式倾向封装，得到所述光伏集群的集群运行模式倾向。

38、在一个优选的实施方式中，所述基于所述模式标识，对分配有构网运行模式标识的逆变器额定容量进行构网容量归集，并对分配有跟网运行模式标识的逆变器额定容量进行跟网容量归集，得到所述光伏集群的构网型机组总容量与跟网型机组总容量，包括：

39、对所述光伏集群中逆变器的模式标识及对应的额定容量进行关联映射，得到所述逆变器的模式容量关联元组；

40、基于所述模式容量关联元组，对模式标识为构网运行模式的逆变器额定容量进行容量累加聚合，得到所述光伏集群的构网型机组总容量；

41、基于所述模式容量关联元组，对模式标识为跟网运行模式的逆变器额定容量进行容量配比封装，得到所述光伏集群的跟网型机组总容量。

42、在一个优选的实施方式中，所述根据所述模式切换指令与所述容量分配方案，调整所述光伏集群中逆变器的有功与无功输出设定值，包括：

43、对所述模式切换指令进行指令语义解析，得到所述逆变器的运行模式指派标识；

44、对所述容量分配方案进行容量配额拆解，得到所述逆变器的有功容量配额与无功容量配额；

45、基于所述运行模式指派标识，对所述逆变器的有功输出设定值进行模式自适应整定，得到所述逆变器的模式化有功设定值；

46、基于所述有功容量配额与所述无功容量配额，对所述模式化有功设定值及所述逆变器的无功输出设定值进行容量约束调配，得到所述逆变器的容量约束有功设定值与容量约束无功设定值；

47、将所述容量约束有功设定值与所述容量约束无功设定值关联为所述光伏集群中逆变器的有功与无功输出设定值。

48、在一个优选的实施方式中，所述基于所述有功容量配额与所述无功容量配额，对所述模式化有功设定值及所述逆变器的无功输出设定值进行容量约束调配，得到所述逆变器的容量约束有功设定值与容量约束无功设定值，包括：

49、对所述有功容量配额与所述无功容量配额进行配额解构，以析出所述逆变器的有功配额分量与无功配额分量；

50、基于所述有功配额分量，对所述模式化有功设定值进行有功上限校核，得到所述逆变器的容量约束有功设定值；

51、基于所述无功配额分量，对所述逆变器的无功输出设定值进行无功阈值钳位，得到所述逆变器的容量约束无功设定值；

52、对所述容量约束有功设定值与所述容量约束无功设定值进行设定值关联封装，得到所述逆变器的容量约束设定值对。

53、在一个优选的实施方式中，所述基于调整后的所述有功与无功输出设定值，协调所述光伏集群中逆变器之间的输出，并响应所述目标配电网的频率与电压变化，得到所述目标配电网的协同控制指令，包括：

54、基于调整后的所述有功与无功输出设定值，对所述光伏集群中逆变器的实时出力裕度进行聚合映射，得到所述光伏集群的集群出力能力态势；

55、对所述目标配电网的并网频率进行扰动解耦，以提取所述目标配电网的频率偏移量，得到所述目标配电网的频率偏差特征量；

56、对所述目标配电网的并网电压进行波动解析，以提取所述目标配电网的电压幅值偏移量，得到所述目标配电网的电压波动特征量；

57、基于所述频率偏差特征量与所述电压波动特征量，对所述集群出力能力态势进行响应调制，得到所述逆变器的响应调制指令；

58、对所述响应调制指令进行指令融合与优先级编排，得到所述目标配电网的协同控制指令。

59、在一个优选的实施方式中，所述融合所述初步控制指令、所述输出设定值及所述协同控制指令，得到所述目标配电网的综合控制指令集，并下发至所述光伏集群中的逆变器，包括：

60、对所述初步控制指令、所述输出设定值及所述协同控制指令进行指令语义对齐，得到所述目标配电网的对齐指令集；

61、对所述对齐指令集中指令的执行冲突进行时序仲裁，得到所述目标配电网的时序编排指令表；

62、对所述时序编排指令表进行指令集聚合封装，得到所述目标配电网的综合控制指令集；

63、基于所述综合控制指令集，对所述光伏集群中逆变器的控制端口进行指令广播推送。

64、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

65、1.本发明以并网接入点短路比为核心感知参数，能解译并网强度并动态整定构网、跟网型逆变器的启用配比与容量分配方案，结合光照和电压波动干扰量测值自适应调整逆变器输出响应，让容量配置与电网实际并网强度、外部干扰相适配，大幅提升光伏集群机组容量配置的精准度与动态适配性，解决了传统配置方法缺乏核心感知参数、配置效率低的问题。

66、2.本发明实现了多维度控制指令的精细化融合与逆变器协同输出控制，先基于模式切换和容量分配调整有功无功设定值，再结合电网频率、电压变化调制集群出力，最后对各类指令做语义对齐和时序仲裁，避免指令执行冲突，有效协调了逆变器间的输出配合，提升了光伏集群对配电网频率、电压波动的响应能力，保障了光伏集群并网运行的稳定性与协同性。