一种光储逆变器调控方法、介质及设备与流程

本技术涉及逆变器，尤其是涉及一种光储逆变器调控方法、介质及设备。

背景技术：

1、目前，行业针对逆变器三相不平衡治理、相间功率优化的技术方案主要分为两类。一类方案主要依托光伏发电有效出力，根据电网三相电压偏差及预设功率阈值，在逆变器并网发电工况下完成各相功率再分配，通过调整三相输出功率实现并网电压均衡，提升光伏消纳效率。另一类方案依靠外置负荷调节开关、台区调平衡设备，对已产生的三相不平衡负荷进行二次转移、修正，属于被动后置治理；或者依托储能电池有源功率支撑，在设备带载工况下实现谐波抑制、电压微调及小幅不平衡补偿。

2、然而，上述的现有技术方案在实际使用时，存在以下的技术缺陷：

3、（1）现有相间功率调控、三相不平衡补偿技术，均高度依赖光伏、储能充足有源出力作为调控基础。当系统光伏、储能内源功率有限，无法覆盖单相负载用电需求，或内源本身三相出力不均衡时，传统平衡调控能力会显著下降；在夜间无光、储能完全耗尽的极端无源工况下，现有调控功能直接失效。此时单相负载只能依靠电网单相独立供电，极易造成单相负荷集中、三相电流偏斜失衡，长期运行会持续恶化台区电能质量，是当前行业普遍存在的技术短板。

4、（2）传统逆变器调控逻辑普遍遵循“负载接入相即为供电相”的匹配机制，负载用电相序与电网取电相序高度耦合。在民用、工商业低压台区中，单相负载随机、集中接入的情况十分普遍，会造成电网单相功率长期透支。现有技术仅能做事后小幅补偿，无法从根源抑制不平衡功率的产生，台区长期累积偏相、线路损耗升高、电压偏移漂移等顽固性电能质量问题始终无法根治。

5、（3）目前行业内所有逆变器不平衡治理功能，均以本地负载耗电为启动前提，仅在设备带载运行时参与电网调节。当设备空载待机、无本地负载投入时，调控功能自动休眠，不参与任何电网优化。但实际低压台区普遍存在线路阻抗不均、上游负荷分布不一致带来的固有三相不平衡，这类无源失衡问题在设备空载时段持续存在，现有技术无法覆盖，导致电网治理存在明显时间盲区。

6、（4）当逆变器单相接重载、其余两相轻载或空载时，空闲两相的逆变桥臂裕量和对应电网容量长期处于闲置状态。现有技术未对该部分冗余资源进行合理调度利用，不仅造成设备资源与电网容量浪费，也无法在设备安全允许范围内适配单相负载短时过载用电需求，设备带载适配性、场景兼容性较差。

技术实现思路

1、本技术的其中一个目的在于提供一种能够解决上述背景技术中至少一个缺陷的光储逆变器调控方法。

2、本技术的另一个目的在于提供一种用于实施上述光储逆变器调控方法的计算机可读存储介质。

3、本技术的再一个目的在于提供一种用于实施上述光储逆变器调控方法的电子设备。

4、为达到上述的至少一个目的，本技术的一个方面提供了一种光储逆变器调控方法，包括如下步骤：采集光储逆变器的运行数据，对当前工况进行识别；当识别光储逆变器处于内源支撑不足或无内源，且本地接入单相负载的弱源带载工况时，确定单相负载的功率需求与内源可用功率之间的功率缺口；解除负载用电与电网取电之间的耦合，并将功率缺口均衡分配至三相电网；在设备安全约束下，将空闲相的电网电能和/或逆变桥臂冗余功率聚合后转移至承载单相负载的重载相。

5、优选的，将空闲相的电网电能和/或逆变桥臂冗余功率聚合后转移至承载单相负载的重载相的具体过程为：根据单相负载的功率需求和三相电网分配后的取电功率，生成各相逆变桥臂的交流侧功率参考；控制空闲相的逆变桥臂工作于整流状态，同时控制重载相工作于逆变状态；将空闲相从三相电网吸收的功率与内源可用功率在共享直流母线上聚合后，经重载相的逆变桥臂输出至单相负载。

6、优选的，在设备安全约束下为单相负载供电的具体过程为：根据各相逆变桥臂的设备安全边界确定各相的可转移功率裕量；根据功率缺口生成空闲相的初始跨相转移功率指令；当某一空闲相的初始跨相转移功率指令超过该相的可转移功率裕量时，对该相进行限幅，得到限幅后的跨相转移功率指令和未满足功率；将未满足功率重新分配至剩余空闲相，直至功率缺口被满足或所有空闲相的逆变桥臂均达到其设备安全边界。

7、优选的，设备安全约束包括相电流约束、功率器件结温约束、累计热损伤约束、直流母线电压约束、设备温度约束以及电网容量约束中的至少一种；根据每个约束项给定的边界值，计算各约束项分别对应的最大可转移功率裕量；将所有约束项对应的最大可转移功率裕量中的最小值作为可转移功率裕量。

8、优选的，在弱源带载工况下，对重载相进行功率调控的具体过程为：根据重载相的实时电流、功率需求以及结温，结合内源可用功率，分别计算电网不平衡度、设备负载率、内源功率裕量和热裕量；根据归一化后的电网不平衡度、设备负载率、内源功率裕量和热裕量，构建综合分级指标；当综合分级指标小于第一边界阈值时，不对空闲相执行功率转移；当综合分级指标介于第一边界阈值和第二边界阈值之间时，通过无功功率和/或有功功率对重载相进行补偿；当综合分级指标介于第二边界阈值和第三边界阈值之间时，控制空闲相执行功率转移；当综合分级指标大于第三边界阈值时，在控制空闲相执行功率转移的同时，调用重载相的短时过载能力；当热裕量超过约束值时，控制空闲相退出功率转移并对重载相进行降载或卸载；其中，综合分级指标s的计算表达式为：

9、；

10、式中，、、、分别表示归一化后的电网不平衡度、设备负载率、内源功率裕量和热裕量，、、、分别表示各项对应的权重系数。

11、优选的，光储逆变器的工况还包括内源富足且本地接入单相负载的有源带载工况，以及无内源和无负载的无源空载工况；对光储逆变器的各工况进行识别的过程为：获取光伏出力状态、储能剩余容量、负载运行工况和设备运行应力；将光伏出力状态转换为光伏可用功率，将储能剩余容量转换为储能可用放电功率，将设备运行应力转换为设备应力降额系数，并根据光伏可用功率、储能可用放电功率和设备应力降额系数融合生成内源可用功率；将负载运行工况转换为负载等效功率；根据内源可用功率和负载等效功率的差值比，计算内源功率裕量比；设定负载存在阈值、内源可用性阈值和富足阈值；当负载等效功率小于负载存在阈值，且内源可用功率小于内源可用性阈值时，判定为无源空载工况，执行空载静态纠偏；当负载等效功率大于等于负载存在阈值，内源可用功率大于等于内源可用性阈值，且内源功率裕量比大于等于富足阈值时，判定为有源带载工况，由内源直接向单相负载供电；当负载等效功率大于等于负载存在阈值，且内源可用功率小于内源可用性阈值或内源功率裕量比小于零时，判定为弱源带载工况。

12、优选的，对于光储逆变器在有源带载工况和弱源带载工况之间进行切换的过程为：设置内源功率裕量比介于零至富足阈值之间的预切换阶段，此阶段通过富足阈值与内源功率裕量比的差值比，计算供能比例系数；根据供能比例系数与单相负载的功率需求的乘积，计算得到三相电网的总取电功率，并将总取电功率均衡分配至三相电网；在由有源带载工况向弱源带载工况进行切换时，经过预切换阶段后切换至弱源带载工况；在由弱源带载工况向有源带载工况进行切换时，若内源功率裕量比大于等于预设的大于零的滞回阈值，光储逆变器退出弱源带载工况进入预切换阶段；若内源功率裕量比大于等于富足阈值和滞回阈值之和时，光储逆变器退出预切换阶段进入有源带载工况。

13、优选的，在无源空载工况下执行空载静态纠偏的具体过程为：在光储逆变器的空载待机状态下，获取并网点微小电流作为激励电流；根据得到的激励电流，构建关于上游背景电压、激励电流和线路阻抗的并网点电压方程；将并网点电压方程转换为线性回归形式，并采用递推最小二乘算法在线辨识相关参数，得到各相的线路阻抗和上游背景电压；计算各相上游背景电压与平均上游背景电压的差值绝对值，并将最大差值绝对值与平均上游背景电压的比值，作为静态不平衡指标；计算并网点各相电压与对应相上游背景电压的差值绝对值，并将最大差值绝对值与平均上游背景电压的比值，作为动态不平衡指标；仅当静态不平衡指标大于等于预设的静态不平衡阈值且动态不平衡指标小于预设的动态不平衡阈值时，通过正常相的电网微量功率对偏移相进行电压补偿与失衡修正；当动态不平衡指标大于等于动态不平衡阈值时，判定为上游负荷波动引起的动态不平衡，暂不触发补偿。

14、本技术的另一个方面提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序；当所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的光储逆变器调控方法。

15、本技术的再一个方面提供了一种电子设备，包括处理器和存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时，实现上述的光储逆变器调控方法。

16、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：

17、（1）本技术在弱源带载工况下，通过解除负载用电与电网取电之间的耦合，并将功率缺口均衡分配至三相电网，实现负载侧单相不对称用电与电网侧三相对称均衡取电，从而从源头抑制三相不平衡，改善低压配电台区电能质量，避免单相集中取电导致的偏相失衡。

18、（2）本技术通过控制光储逆变器内部的功率传输路径，将空闲相的电网电能和/或逆变桥臂冗余功率聚合后转移至承载单相负载的重载相，并在设备安全约束下为单相负载供电，从而充分利用空闲相资源与桥臂冗余能力，提升单相负载的供电可靠性及设备资源利用率。