一种户级基线归一化的光伏多级协同调控方法及系统与流程

本发明涉及分布式光伏发电与低压配电网的电压控制，具体涉及一种户级基线归一化的光伏多级协同调控方法及系统。

背景技术：

1、高比例分布式光伏并网导致的低压配电网电压越限问题日益严峻。现有技术中的电压自治调控方法在越限原因判别方面存在根本性缺陷：通常采用简单阈值比较策略，即当并网点电压超过设定阈值时即启动功率调节，未区分电压越限是由光伏自身发电引起的还是由电网侧因素（如上级电网电压偏高、变压器分接头位置、大负荷卸载等）导致的。更为关键的是，现有技术若将变压器出口电压作为参考基准，试图通过比较并网点电压与变压器出口电压的差值来判别光伏贡献，则存在严重的物理模型缺陷。光伏并网点电压与变压器出口电压的差值由两部分构成：第一部分为线路压降（由线路阻抗、负载电流和变压器距离共同决定），第二部分为光伏出力引起的电压抬升。在不同负载水平下，线路压降会发生显著变化，台区重载时线路压降大，轻载时线路压降小。因此，夜间零出力时段测得的线路压降基线与白天高负载时段的线路压降完全不同，直接用固定基线去减白天实测值，会将负载变化误算为光伏贡献，导致误判。此外，现有技术在多级阈值切换时采用顺序升级策略，响应迟缓；功率调节采用固定步长，未考虑逆变器当前出力水平，低出力时过调、高出力时欠调；保护动作与柔性调节割裂执行，导致不必要的脱网；恢复策略采用固定阈值，未考虑电网电压偏移的实时状态。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种户级基线归一化的光伏多级协同调控方法及系统，本发明旨在准确剥离负载变化影响、按用户独立辨识光伏电压贡献、实现精细化功率调节与保护柔性联动的分布式光伏电压自治调控。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种户级基线归一化的光伏多级协同调控方法，包括下述步骤：

4、s101，控制主站向目标台区的台区集中器下发电压自治调控指令；

5、s102，目标台区的台区集中器在收到电压自治调控指令后，按光伏用户分别根据指定时段的实测压降、台区总有功负载功率两者进行曲线拟合构建负载归一化线路压降基线模型，以获得各个光伏用户的曲线拟合参数；

6、s103，目标台区的台区集中器按照第一监测周期采集电网数据，根据各个光伏用户的曲线拟合参数计算对应的负载归一化线路压降基线，根据负载归一化线路压降基线筛选出电压越限的光伏用户，向筛选出的光伏用户对应的新能源电能计量监控终端下发电压调控授权指令；

7、s104，筛选出的光伏用户对应的新能源电能计量监控终端在收到电压调控授权指令后，按第二监测周期采集本地并网点电压，结合采集得到的本地并网点电压进行本地自治。

8、可选地，步骤s102中按光伏用户分别根据指定时段的实测压降、台区总有功负载功率两者进行曲线拟合构建负载归一化线路压降基线模型时，构建的负载归一化线路压降基线模型的函数表达式为：

9、；

10、其中，为台区总有功负载功率下第个光伏用户的负载归一化线路压降基线，和分别为第个光伏用户的曲线拟合参数中的斜率和截距。

11、可选地，步骤s102中按光伏用户分别根据指定时段的实测压降、台区总有功负载功率两者进行曲线拟合构建负载归一化线路压降基线模型时，所述第个光伏用户的曲线拟合参数中的斜率和截距的计算函数表达式为：

12、；

13、；

14、其中，为拟合样本集合采用的样本数量，为拟合样本集合中第j个样本的台区总有功负载功率，为拟合样本集合中第个光伏用户第j个样本的实测压降，为第个光伏用户的曲线拟合参数中的斜率，为拟合样本集合中所有样本的台区总有功负载功率之和，为拟合样本集合中所有样本的实测压降之和，为第个光伏用户的曲线拟合参数中的截距。

15、可选地，步骤s102中按光伏用户分别根据指定时段的实测压降、台区总有功负载功率两者进行曲线拟合构建负载归一化线路压降基线模型时，所述指定时段为近零出力时段，所述近零出力时段为光伏有功出力低于近零出力判定阈值的时间段，所述近零出力判定阈值为电压自治调控指令中的参数。

16、可选地，步骤s103包括：

17、s201，目标台区的台区集中器按照第一监测周期采集电网数据，所述电网数据包括变压器出口电压和台区总有功负载功率；

18、s202，根据各个光伏用户的曲线拟合参数计算对应的负载归一化线路压降基线；根据负载归一化线路压降基线计算各个光伏用户实测压降与负载归一化线路压降基线的偏差：

19、；

20、其中，为第个光伏用户实测压降与期望基线的偏差，为变压器出口电压，为第个光伏用户的并网点电压，为台区总有功负载功率下第个光伏用户的负载归一化线路压降基线；

21、s203，针对目标台区的光伏用户分别计算单位出力电压增益：

22、；

23、其中，为第个光伏用户的单位出力电压增益，为的绝对值，为第个光伏用户的光伏有功出力（≠0）；

24、s204，筛选出单位出力电压增益大于预设阈值的光伏用户作为电压越限的光伏用户；

25、s205，向筛选出的光伏用户对应的新能源电能计量监控终端下发电压调控授权指令，所述电压调控授权指令携带：调控参数子集={,,,,,～,,使能标志}；台区集中器在主站调控使能标志为停用或超出调控时段时，向已获授权的新能源电能计量监控终端下发使能标志为停用的电压调控授权指令，新能源电能计量监控终端收到使能标志为停用的电压调控授权指令后退出本地自治状态，并按预设恢复步长渐进恢复有功出力。

26、可选地，步骤s104中结合采集得到的本地并网点电压进行本地自治包括：在采集得到的本地并网点电压大于电压调控授权指令中携带的最低一级的越限阈值电压时进行柔性功率调节，所述柔性功率调节包括首先根据下式调用逆变器执行无功调节：

27、；

28、其中，为调节后的无功功率，为当前的无功功率；为电压越限方向符号，过电压时取+1，欠电压时取1；为取最小值，为百分比调节步长，为逆变器额定容量，为无功功率上限；若无功调节容量用尽且采集得到的本地并网点电压仍大于电压调控授权指令中携带的最低一级的越限阈值电压，则根据下式调用逆变器执行有功功率削减：

29、；

30、其中，为削减后的有功功率，为当前的有功功率，为有功功率上限。

31、可选地，步骤s104中结合采集得到的本地并网点电压进行本地自治时，还包括将采集得到的本地并网点电压结合电压调控授权指令中携带的四级越限阈值电压～确定当前的调控等级，四级越限阈值电压～满足；

32、若本地并网点电压满足则调控等级为1；

33、若本地并网点电压满足则调控等级为2；

34、若本地并网点电压满足则调控等级为3；

35、若本地并网点电压满足则调控等级为4；

36、所述在采集得到的本地并网点电压大于电压调控授权指令中携带的最低一级的越限阈值电压时进行柔性功率调节时，包括在调控等级为1～3时进行柔性功率调节。

37、可选地，步骤s104中结合采集得到的本地并网点电压进行本地自治时，还包括在采集得到的本地并网点电压满足且持续时间超过预设时间时启动分闸倒计时，在分闸倒计时期间，若采集得到的本地并网点电压回落至电压以下则取消分闸，其中电压为电压调控授权指令中携带的最高一级的越限阈值电压，为电压调控授权指令中携带的延时参数。

38、可选地，步骤s104中结合采集得到的本地并网点电压进行本地自治时，还包括在采集得到的本地并网点电压满足恢复条件且持续时间超过时间时执行渐进式恢复策略，其中为电压调控授权指令中携带的恢复电压，时间为电压调控授权指令中携带的恢复时间，为动态电压偏移，且有：

39、=-；

40、其中，为变压器出口电压，为额定电压；

41、所述渐进式恢复策略包括根据下式调用逆变器执行有功功率恢复：

42、；

43、其中，为单次有功功率恢复的有功功率增加量，为取最小值，为百分比恢复步长，为额定有功功率，为有功功率上限。

44、本发明还提供一种户级基线归一化的光伏多级协同调控系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行所述户级基线归一化的光伏多级协同调控方法。

45、和现有技术相比，本发明主要可起到下述有益效果：本发明能够按光伏用户分别建立负载归一化线路压降基线模型，准确剥离负载变化对线路压降的影响，精确判别电压越限是否由该用户的光伏发电导致，避免对电网因素导致的电压越限进行错误功率调节，同时实现多级协同精细化调控与保护柔性联动，准确剥离负载变化影响、按用户独立辨识光伏电压贡献、实现精细化功率调节与保护柔性联动的分布式光伏电压自治调控。