一种基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法，能够有效解决光伏接入点电压升高问题，原理简单，具体方案包括：通过采集各光伏接入点的电压、电流、功率参数，并将数据发送至馈线首端的分布式光伏过压减容装置(该装置可以自动调节多个逆变器的有功及无功输出)，过压减容装置根据设置的目标函数及约束条件，通过粒子群优化算法计算出所需各光伏逆变器输出的无功功率及有功功率，并生成指令发送至各光伏逆变器，随后逆变器根据指令输出无功，必要时削弱有功，以实现接入点调压目标。本发明专利技术实施例通过协调控制多个逆变器的剩余容量来输出无功功率调节电压，可以作为解决光伏接入点电压升高问题的产品研制依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法
本专利技术涉及光伏、风电等新能源及综合能源
，尤其是涉及一种基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法。
技术介绍
随着光伏发电的不断发展，配电网的光伏渗透率也在不断增加，光伏接入对配电网的影响也越来越大，这就对光伏接入配电网的安全稳定运行提出了更高的要求。由于传统的配电网结构通常为较为简单的单向辐射结构，随着光伏渗透率的逐渐增加，可能会导致潮流反向的问题，从而引起光伏并网点处的电压升高，甚至超过规定限额。并网点处的过电压将会影响配电网的电能质量，并且增大配电网的各项损耗，影响配电网的安全稳定运行。此外，并网点电压升高，也会限制配电网接入光伏的渗透率。因此，需要采取一定的措施来解决光伏接入配电网导致并网点电压升高问题，以确保配电网的安全可靠运行。目前已有的配电网调压方法主要有两种方式：(1)光伏不参与的常规调压方式，其中包括并联电容器，加装无功补偿器、无功发生器等；(2)光伏参与的调压方式，如利用并网逆变器容量输出无功进行调压。由于常规调压方式，由于成本昂贵等问题，在国内的配电网中很少应用。因此许多国内学者提出了采用了利用本地逆变器容量调节电压的方法，但随着光伏渗透率的逐渐增加，并网点电压越限的问题逐渐严重，本地逆变器将存在容量不足等问题，因此急需一种协调整个配电网逆变器，以所有并网点节点电压调节为目标的控制方法。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法，仅通过采集各光伏接入节点的电气参数，并传输给分布式光伏过压减容装置，从而协调控制多个逆变器的剩余容量来输出无功功率调节电压。本专利的实施例提供一种基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法，仅通过采集各光伏接入节点的电气参数，并传输给分布式光伏过压减容装置，从而协调控制多个逆变器的剩余容量来输出无功功率调节电压。为了达成上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：一种基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法，包括如下步骤：步骤一：采集配电网其中一条馈线上各光伏接入点的电压、电流、有功功率、负荷参数，以及各光伏逆变器的输出功率，并传输给分布式光伏过压减容装置；步骤二：设置控制目标为各光伏接入点电压满足要求，且各光伏逆变器输出的无功功率需低于预设无功功率值；若各光伏逆变器的无功容量低于预设容量值时，需要削弱有功输出时，则需要保证满足调压目标下削弱的有功功率低于预设有功功率值；设置优化算法为粒子群算法，对粒子群算法进行初始化，并设置粒子群算法的各项参数；步骤三：通过粒子群算法进行寻优，根据预先设置的判据剔除不符合条件的粒子，并在粒子群算法的迭代次数或最小精度满足预设要求后停止寻优，并输出最优解；步骤四：根据最优解控制各光伏逆变器需要输出的无功功率及有功功率，完成电压调节。进一步地，所述步骤一中的分布式光伏过压减容装置属于一种光伏控制器，用于控制逆变器输出的有功功率及无功功率。进一步地，所述步骤二中的“若各光伏逆变器的无功容量低于预设容量值时，需要削弱有功输出时，则需要保证满足调压目标下削弱的有功功率低于预设有功功率值”指的控制器采集到电压越过设定上限，则需要输出感性无功功率对电压进行调节，此时输出感性无功为Qoutput-i，则有功输出满足为：其中，Soutput-i为节点i处逆变器的额定容量；Qoutput-i为节点i处的逆变器输出的无功功率；Poutput-i为节点i处的逆变器输出的有功功率；此时，若有功输出高于MPPT功率，则逆变器仍工作在MPPT模式下；若有功输出低于MPPT功率，则逆变器工作在限功率模式下，通过削弱有功功率以发出更多无功功率，但是为了保证光伏系统的效率，需要尽量少地削弱有功功率。进一步地，所述步骤二中所设定的粒子群算法的目标函数为：其中，f1表示控制目标为接近于额定电压的电压，本方法中以电压偏差平方差作为指标，Umax、Umin分别为遵循配电网安全运行的并网点电压上下限；U0为配电网额定电压；Un为光伏并网点n的电压；f2表示控制目标为所有逆变器输出的无功功率的最小值；f3表示控制目标为所有逆变器削弱的有功功率最小值，PMPPT表示逆变器在MPPT模式下输出的有功功率。进一步地，所述步骤二中设置粒子群算法的各项参数，包括粒子数T、个体学习因子C1、社会学习因子C2、惯性权重最大值ωmax、惯性权重最小值ωmin、迭代次数M、最小精度W、种群维度D，初始化包括粒子的位置及速度。进一步地，所述步骤三中的判据包括第一判据，具体为：Umax-i≥Ui≥Umin-i；其中，Umax-i、Umin-i为光伏接入配电网运行允许的接入点i的电压上下限；所述步骤三中的判据包括第二判据，具体为：|Qoutput-i|≤|Qref|；其中Qref为逆变器标称的最大输出无功功率。进一步地，所述步骤四得出的最优解即为各逆变器输出的无功功率与有功功率，通过压减容装置控制各光伏逆变器输出相应功率。实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：本专利提供的一种基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法，通过采集各光伏接入点的电气参数，并通过粒子群算法求得各逆变器可输出的相应功率最优值，在满足逆变器容量的情况下，实现PCC节点的电压调节，有效解决光伏接入点电压升高问题，可作为解决光伏接入点电压升高问题的产品研制依据。附图说明为了更清楚地说明本专利的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的光伏接入配电网的结构示意图；图2为本专利技术提供的一种基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法的逻辑流程图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本专利技术实施例：请参阅图1-2。本实施例提供了一种基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法，其步骤在于：步骤一：采集配电网某条馈线上各光伏接入点的电压、电流、功率、负荷参数，以及各光伏逆变器的输出功率，并传输给分布式光伏过压减容装置。步骤二：设置多逆变器优化协调控制的目标函数。因为控制目标需要在逆变器输出无功尽量少、削弱有功尽量少的情况下，实现电压调节，因此目标函数可设置为：其中，f1表示控制目标为电压尽可能接近于额定电压，本方法中以电压偏差平方差作为指标，Umax、Umin分别为遵循配电网安全运行的电压上下限；U0为配电网额定电压；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一：采集配电网其中一条馈线上各光伏接入点的电压、电流、有功功率、负荷参数，以及各光伏逆变器的输出功率，并传输给分布式光伏过压减容装置；/n步骤二：设置控制目标为各光伏接入点电压满足要求，且各光伏逆变器输出的无功功率需低于预设无功功率值；若各光伏逆变器的无功容量低于预设容量值时，需要削弱有功输出时，则需要保证满足调压目标下削弱的有功功率低于预设有功功率值；设置优化算法为粒子群算法，对粒子群算法进行初始化，并设置粒子群算法的各项参数；/n步骤三：通过粒子群算法进行寻优，根据预先设置的判据剔除不符合条件的粒子，并在粒子群算法的迭代次数或最小精度满足预设要求后停止寻优，并输出最优解；/n步骤四：根据最优解控制各光伏逆变器需要输出的无功功率及有功功率，完成电压调节。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：采集配电网其中一条馈线上各光伏接入点的电压、电流、有功功率、负荷参数，以及各光伏逆变器的输出功率，并传输给分布式光伏过压减容装置；
步骤二：设置控制目标为各光伏接入点电压满足要求，且各光伏逆变器输出的无功功率需低于预设无功功率值；若各光伏逆变器的无功容量低于预设容量值时，需要削弱有功输出时，则需要保证满足调压目标下削弱的有功功率低于预设有功功率值；设置优化算法为粒子群算法，对粒子群算法进行初始化，并设置粒子群算法的各项参数；
步骤三：通过粒子群算法进行寻优，根据预先设置的判据剔除不符合条件的粒子，并在粒子群算法的迭代次数或最小精度满足预设要求后停止寻优，并输出最优解；
步骤四：根据最优解控制各光伏逆变器需要输出的无功功率及有功功率，完成电压调节。


2.根据权利要求1所述的基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法，其特征在于，所述步骤一中的分布式光伏过压减容装置属于一种光伏控制器，用于控制逆变器输出的有功功率及无功功率。


3.根据权利要求1所述的基于多逆变器通信的光伏电压协同控制方法，其特征在于，所述步骤二中的“若各光伏逆变器的无功容量低于预设容量值时，需要削弱有功输出时，则需要保证满足调压目标下削弱的有功功率低于预设有功功率值”指的控制器采集到电压越过设定上限，则需要输出感性无功功率对电压进行调节，此时输出感性无功为Qoutput-i，则有功输出满足为：



其中，Soutput-i为节点i处逆变器的额定容量；Qoutput-i为节点i处的逆变器输出的无功功率；Poutput-i为节点i处的逆变器输出的有功功率；
此时，若有功输出高于MPPT功率，则逆变...

【专利技术属性】
技术研发人员：何嘉兴，方健，张行，王红斌，林浩博，杨珏，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44