一种UPQC与光伏逆变器协同治理台区电压越限的方法与流程

本发明涉及台区电压越限控制，特别是涉及一种upqc与光伏逆变器协同治理台区电压越限的方法。

背景技术：

1、高渗台区是指分布式光伏总装机容量占台区配变容量比例超过50%的低压配电台区，长距离主要指台区范围操作1公里及以上范围，这类台区在城乡结合处或者相对偏远地区大量且客观存在，随着户用光伏大规模普及，台区呈现白天光伏大发反送、电压偏高越上限；夜间负荷高峰、电压偏低甚至越下限；三相不平衡严重；无功功率波动大等多重电能质量问题，且这类台区范围由于距离远，治理起来比较复杂，效果往往都不太明显。

2、目前针对台区电压越限的治理方案主要分为四类，第一类为串联类治理方案，以有载调压器为代表，通过直接调节负载电压幅值实现调压，但其调节响应速度为秒级，滞后于光伏功率波动速率，且自身绕组会产生额外无功压降，运行损耗较大，难以适配长距离高渗台区的快速电压波动场景。第二类为并联补偿类治理方案，以并联电容器、静止无功发生器为代表，可通过调节无功功率抵消部分无功压降，但若要平衡有功压降则需注入反向无功分量，会增大线路无功电流与线损，无法从根本上解决有功潮流引发的电压越限问题。第三类为串并联结合的upqc治理方案，通过并联模块治理无功、谐波与三相不平衡，通过串联模块补偿电压偏差，相比单一串联或并联方案治理维度更全面、运行损耗更低，但在长距离、高渗透率光伏台区中，受限于装置自身容量与安装位置，其调压覆盖范围有限，对远端光伏并网点的电压越限治理效果不足，通常仅能解决约70%的台区电压越限问题。第四类为直接限制光伏出力的治理方式，当串并联装置无法满足调压要求时，通过强制削减光伏有功出力缓解电压越限，该方式会造成大量光伏发电量损失，显著降低光伏运行收益，与分布式光伏最大化消纳的发展目标相悖。

3、当前台区电压越限治理方式存在明显技术短板：单一依靠光伏逆变器调压时，无功调节容量有限，面对严重电压越限无法彻底修正，且过度有功限功率会造成大量弃光、降低发电收益；单一采用upqc独立治理时，存在调压滞后、治理精度低、工况适配性差等问题，无法实现全工况电压越限精准治理。亟需一种带量化控制模型、分层协同的电压越限治理方案，精准解决台区过压、欠压两类电压越限问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明在于提供一种upqc与光伏逆变器协同治理台区电压越限的方法，主要解决上述背景技术中存在的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：本发明公开了一种upqc与光伏逆变器协同治理台区电压越限的方法，该方法包括下列步骤：

3、获取台区电气参数，并基于台区电气参数计算台区实时电压偏差；

4、预先设置所述台区实时电压偏差的不同工况阈值，基于不同的基于所述台区实时电压偏差与所述工况阈值的关系，确定台区当前运行工况；

5、根据台区当前运行工况，确定光伏逆变器的光伏补偿权重；

6、光伏逆变器按所述光伏补偿权重调节无功出力，并基于台区实时电压偏差调节有功出力；

7、基于台区当前实测电压偏差，驱动所述upqc装置减小或增大负载端电压，以消除台区电压越限。

8、可选的，获取台区负载电压实时值，基于所述台区负载电压实时值与台区额定电压的差值计算所述台区实时电压偏差。

9、可选的，设置第一阈值和第二阈值，当所述台区实时电压偏差的绝对值小于或等于所述第一阈值时，判定为正常工况；

10、当所述台区实时电压偏差的绝对值大于所述第一阈值且小于或等于所述第二阈值时，判定为轻微越限工况；

11、当所述台区实时电压偏差的绝对值大于所述第二阈值时，判定为严重越限工况。

12、可选的，当台区处于轻微越限工况时，所述光伏补偿权重为零，所述光伏逆变器不参与调压且不限制有功出力，由所述upqc装置调节负载电压，具体为：计算补偿电压，若所述补偿电压为正值时，所述upqc装置增大负载端电压，若所述补偿电压为负值时，所述upqc装置减小负载端电压。

13、可选的，当台区处于严重越限工况时，根据所述台区实时电压偏差确定upqc补偿权重，并根据所述upqc补偿权重确定光伏补偿权重，基于所述光伏补偿权重计算所述光伏逆变器的无功调节量，并基于所述台区实时电压偏差计算所述光伏逆变器的有功出力。

14、可选的，基于所述upqc补偿权重计算所述光伏补偿权重，其计算公式为：

15、

16、其中，为光伏补偿权重，为upqc补偿权重；

17、通过下式计算计算upqc补偿权重：

18、

19、其中，为台区实时电压偏差。

20、可选的，通过下式计算光伏逆变器的无功调节量：

21、

22、其中，为光伏逆变器无功调节量，为无功调压比例系数，为光伏逆变器额定视在功率。

23、可选的，基于所述台区实时电压偏差计算所述光伏逆变器的有功下调量，其计算公式为：

24、

25、式中，为有功调节系数，为有功下调量，为光伏逆变器额定有功功率；

26、将所述光伏逆变器的当前有功出力减去所述有功下调量，得到目标有功出力，其计算公式为：

27、

28、其中，为光伏逆变器有功出力，为光伏逆变器实时有功出力。

29、可选的，当光伏逆变器完成无功调节和有功调节后，重新获取台区电压真实值，并基于台区当前实测电压偏差，驱动所述upqc装置减小或增大负载端电压，以消除台区电压越限。

30、本发明的有益效果在于：通过工况分级与动态权重匹配的控制逻辑，可根据台区电压越限的实际严重程度自适应调整治理策略，轻微越限工况下优先调用upqc独立调压，不限制光伏有功出力，严重越限工况下启动多设备协同分摊调压任务，全工况适配性更强，有效降低光伏弃光率。采用先光伏粗调、后upqc 精调的分步治理逻辑，借助光伏逆变器的分布式布置特性覆盖台区远端电压偏差，弥补集中式upqc装置的调压覆盖短板，再由upqc完成残余电压偏差的精准修正，同时可同步实现谐波抑制、三相不平衡治理与无功补偿，全方位提升台区电能质量。整体方案可显著降低upqc装置的配置容量，减少台区电压治理的硬件投入成本，且控制响应速度快，能够适配光伏出力与负荷的动态波动，避免调压过程中产生二次电压波动，有效提升台区电压合格率与运行稳定性。

1.一种upqc与光伏逆变器协同治理台区电压越限的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

2.根据权利要求1所述的一种upqc与光伏逆变器协同治理台区电压越限的方法，其特征在于，获取台区负载电压实时值，基于所述台区负载电压实时值与台区额定电压的差值计算所述台区实时电压偏差。

3.根据权利要求2所述的一种upqc与光伏逆变器协同治理台区电压越限的方法，其特征在于，设置第一阈值和第二阈值，当所述台区实时电压偏差的绝对值小于或等于所述第一阈值时，判定为正常工况；

4.根据权利要求3所述的一种upqc与光伏逆变器协同治理台区电压越限的方法，其特征在于，当台区处于轻微越限工况时，所述光伏补偿权重为零，所述光伏逆变器不参与调压且不限制有功出力，由所述upqc装置调节负载电压，具体为：计算补偿电压，若所述补偿电压为正值时，所述upqc装置增大负载端电压，若所述补偿电压为负值时，所述upqc装置减小负载端电压。

5.根据权利要求4所述的一种upqc与光伏逆变器协同治理台区电压越限的方法，其特征在于，当台区处于严重越限工况时，根据所述台区实时电压偏差确定upqc补偿权重，并根据所述upqc补偿权重确定光伏补偿权重，基于所述光伏补偿权重计算所述光伏逆变器的无功调节量，并基于所述台区实时电压偏差计算所述光伏逆变器的有功出力。

6.根据权利要求5所述的一种upqc与光伏逆变器协同治理台区电压越限的方法，其特征在于，基于所述upqc补偿权重计算所述光伏补偿权重，其计算公式为：

7.根据权利要求6所述的一种upqc与光伏逆变器协同治理台区电压越限的方法，其特征在于，通过下式计算光伏逆变器的无功调节量：

8.根据权利要求7所述的一种upqc与光伏逆变器协同治理台区电压越限的方法，其特征在于，基于所述台区实时电压偏差计算所述光伏逆变器的有功下调量，其计算公式为：

9.根据权利要求1所述的一种upqc与光伏逆变器协同治理台区电压越限的方法，其特征在于，当光伏逆变器完成无功调节和有功调节后，重新获取台区电压真实值，并基于台区当前实测电压偏差，驱动所述upqc装置减小或增大负载端电压，以消除台区电压越限。