一种自适应调节无功输出的分布式光伏发电控制方法技术

本发明专利技术涉及一种自适应调节无功输出的分布式光伏发电控制方法。所在地区的配电网系统中接入光伏，所述光伏参与吸收或发出无功，根据该地区的日照强度、温度和当地负荷数据，计算光伏的输出功率值，并求得所述光伏输出无功功率的上限值；然后，利用粒子群算法通过设置初值和目标函数，优化所述配电网系统中的无功控制。本发明专利技术利用粒子群算法对光伏参与输出的无功进行优化，有效的改善了电能质量差的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，涉及电力系统 无功优化与控制领域。
技术介绍
太阳能光伏发电作为一种清洁、高效发电方式，近年来受到人们广泛的关注与青 睐。但是，由于光伏发电具有较强的随机性和间断性，当配电系统中接入大量光伏后，配电 系统的运行控制的复杂程度明显增强，有时甚至会导致整个配网的负荷分布发生很大的变 化，这对配电线路损耗和配网电压以及配网的运行安全性和经济性都会造成影响。比如：当 分布式电源退出时，使得依靠分布式电源支持的馈线电压降低，尤其线路末端的节点电压 变化幅度过大，这就带来电压闪变等电能质量问题。因此，对于分布式光伏接入配电网后， 需要对其进行一定程度的人工补偿。 传统的人工补偿方式主要采用载调压变压器、SVC、并联电容器等，这些装置安装 和维护费用高、安装地点不易更换、安装容量受限制等缺陷。目前国内外越来越多的相关领 域的研究人员致力于无功控制优化算法，加之无功优化算法具有多目标性、负荷及运行方 式的不确定性、控制变量的离散性、解空间的非凸性以及约束条件数量与类型多等特点，传 统的方法并不能保证无功控制优化的准确性，不能有效的改善电能质量和效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种自适应调节无功输出的分布 式光伏发电控制方法，利用粒子群算法对光伏参与输出的无功进行优化，解决了传统无功 补偿优化效果不理想，导致电能质量差的问题。 本专利技术是通过如下方案予以实现的： -种自适应调节无功输出的分布式光伏发电控制方法，步骤如下： 步骤1)，所在地区的配电网系统中接入光伏，所述光伏参与吸收或发出无功，根据 该地区的日照强度、温度和当地负荷数据，计算光伏的输出功率值，并求得所述光伏输出无 功功率的上限值； 步骤2)，利用粒子群算法优化所述配电网系统中的无功控制；其中，将无功补偿 装置的位置和档位变化的快慢作为所述粒子群算法中的位置和速度的初始值，设置所述粒 子群算法的目标函数，该目标函数是无功补偿设备的投入和调控费用、系统网损费用、调控 设备最少和电压安全运行值按照不同的系数相加而成。 进一步的，步骤1)所述的光伏的输出功率值表达式如下： Ppv= Pmpp*Irradiance*facto;r*EfT c〇nverter (1) 其中，Pmpp为单位面积光伏板的功率；Irradiance为光伏板对应的光照强度； factor为温度对光伏发出有功功率的影响因子；Eff；_CTtCTS与光伏相连逆变器的效率。 进一步的，所述步骤1)中，根据与各个光伏并网点相连的逆变器的容量和光伏发 出的有功功率，计算该光伏的输出无功功率的上限值，表达式如下： 其中，Iq|_(t)为t时刻光伏的输出无功功率的上限值；s_为各个光伏并网点相 连的逆变器的容量；p(t)为光伏在t时刻发出的有功功率。 进一步的，步骤2)所述的约束条件包括：光伏并网的各个节点的有功和无功功率 平衡约束、所述节点电压约束、电容器，电抗器和SVC容量约束、可调变压器分接头约束和 光伏无功出力约束。 进一步的，步骤2)所述的目标函数是根据潮流计算获得的，表达式如下： minF = · f4 (3) 其中，W1, w2, W3为权重系数；a为电压越线罚函数系数；f为无功补偿设备的投入 和调控费用；f2为系统网损费用；匕为最少调控设备；f 4为电压安全运行值。 本专利技术和现有技术相比的有益效果是： 传统的无功补偿方式存在很多限制性因素，从而造成所求解的最优无功补偿值并 不准确，降低配电网系统中的电能质量，无法保证配电网系统的安全运行。本专利技术提出了一 种自适应调节无功输出的分布式光伏发电控制方法，将光伏参与输出无功功率，并且利用 改进的粒子算法对光伏无功补偿装置的最优解计算，该方法不仅计算速度快，具有较好的 全局性，优化效果明显，有效地提高配电网系统运行的灵活性和电能质量。 考虑到逆变器容量对于光伏的无功功率输出的限制因素，从而确定了光伏无功功 率输出的上限值。在限定的范围内，对光伏的无功输补偿进行优化，提高光伏进行无功功率 输出的稳定性和可靠性，更符合系统实际的工作情况。【附图说明】 图1是本专利技术实施例的方法流程图； 图2是本专利技术实施例的分布式光伏接入的配电网结构示意图。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细的说明。 -种自适应调节无功输出的分布式光伏发电控制方法，步骤如下： 步骤（一）、所在地区的配电网系统中接入光伏，所述光伏参与吸收或发出无功， 根据该地区的日照强度、温度和当地负荷数据，计算光伏的输出功率值，并求得所述光伏输 出无功功率的上限值。 步骤（二）、利用粒子群算法优化所述配电网系统中的无功控制；其中，将无功补 偿装置的位置和档位变化的快慢作为所述粒子群算法中的位置和速度的初始值，设置所述 粒子群算法的目标函数，该目标函数是无功补偿设备的投入和调控费用、系统网损费用、调 控设备最少和电压安全运行值按照不同的系数相加而成。 步骤（一）中，在日照强度方面，光伏在日照强度强的时候发出的有功功率较多， 光伏在晚上时光照强度几乎为0,基本上不发出有功功率。在温度方面，当温度达到一定值， 光伏发出的有功功率会由于饱和影响而减少，光伏发出的有功功率P pv表达式如下： Ppv= Pmpp*Irradiance*facto;r*EfT c〇nverter (4) 其中，Pmpp为单位面积光伏板的功率；Irradiance为光伏板对应的日照强度； factor为温度对光伏发出有功功率的影响因子；Eff；_CTtCTS与光伏相连逆变器的效率。 步骤（一）中，根据与各个光伏并网点相连的逆变器的容量和光伏发出的有功功 率，计算该光伏的输出无功功率的上限值，表达式如下： 其中，Sniax表示为各个光伏并网点相连的逆变器的容量，P (t)为光伏在t时刻有功 功率的输出值。 步骤（二）中，利用粒子群算法设置的约束条件为包括：光伏并网的各个节点的有 功和无功功率平衡约束、所述节点电压约束、电容器，电抗器和SVC容量约束、可调变压器 分接头约束和光伏无功出力约束。约束条件的具体表达式如下： (1)各个节点的有功和无功功率平衡约束： 其中，η为配电网网络节点个数；PdP P u分别为节点i的有功注入和有功负荷； ^和Q?分别为节点i的无功注入和无功补偿容量，Qu为无功负荷；Y为配电网系统节点导 纳矩阵；G和B是堆成的nXn矩阵，j为序数单位；G 1,和B u为G和B的矩阵元素 ；δ u表示 i和j的电压相角差。<当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应调节无功输出的分布式光伏发电控制方法，其特征在于，步骤如下：步骤1)，所在地区的配电网系统中接入光伏，所述光伏参与吸收或发出无功，根据该地区的日照强度、温度和当地负荷数据，计算光伏的输出功率值，并求得所述光伏输出无功功率的上限值；步骤2)，利用粒子群算法优化所述配电网系统中的无功控制；其中，将无功补偿装置的位置和档位变化的快慢作为所述粒子群算法中的位置和速度的初始值，设置所述粒子群算法的目标函数，该目标函数是无功补偿设备的投入和调控费用、系统网损费用、调控设备最少和电压安全运行值按照不同的系数相加而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，王林，薄志谦，王敬朋，赵成功，马仪成，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南;41