本發(fā)明屬于光伏逆變器領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光伏逆變器調(diào)相的串供線路調(diào)壓方法。
背景技術(shù)：
：太陽能作為可再生綠色能源，取之不盡，用之不竭，無污染，低成本，被公認為是21世紀最重要的新能源之一。世界各國競相動用龐大的研發(fā)團隊和巨額資金來研究太陽能發(fā)電技術(shù)。其中，光伏發(fā)電因為其電池材料硅的來源豐富、成本低廉等優(yōu)點而受到青睞。它的基本原理是通過太陽能電池表面的光生伏特效應，實現(xiàn)由光能到電能的轉(zhuǎn)換。光伏發(fā)電對優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、推動節(jié)能減排、實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，光伏發(fā)電并網(wǎng)運行已成為今后發(fā)展的主要方向。我國西部地區(qū)光照充足，降水量少，建有大量的光伏電站。當?shù)仉娋W(wǎng)中的負荷較輕，負荷點與負荷點之間距離較遠，采用長距離串供方式供電后，由于高壓輸電線的R/X值較小，輸電線末端電壓明顯高于首端電壓，存在較為嚴重的無功電壓問題。目前，國內(nèi)并網(wǎng)光伏電站均要求配置占裝機容量20％左右的容性和5％左右的感性無功補償裝置，還常常要求是動態(tài)補償?shù)腟VG，造價昂貴。隨著電力電子技術(shù)和工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展，逆變器的調(diào)制方式和控制策略也有了很大的提升。新能源廠站尤其是光伏電站中逆變器具備調(diào)相運行能力。有效開發(fā)及利用逆變器調(diào)相運行能力，既可隨時為電網(wǎng)提供無功支撐，也可為采用逆變器的新能源廠站減少動態(tài)無功補償設(shè)備投資。常用的調(diào)壓方法有采用Q(U)和控制策略進行調(diào)壓，Q(U)控制策略下逆變器吸收或發(fā)出無功功率與光伏有功出力大小及負荷大小沒有直接的關(guān)系，其控制策略吸收的無功總量最低，減小了電網(wǎng)損失，但沒有調(diào)動所有光伏逆變器均參與電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)，整個光伏系統(tǒng)調(diào)壓能力較弱。控制策略成立的前提是假設(shè)并網(wǎng)點電壓隨光伏有功出力增大而升高。當光伏有功出力很大，且恰好是用戶用電高峰時，此時并網(wǎng)點電壓未越限，大量的無功輸出會增大電網(wǎng)有功、無功損耗。技術(shù)實現(xiàn)要素：技術(shù)問題：本發(fā)明提供一種基于光伏逆變器調(diào)相的串供線路調(diào)壓方法，利用光伏逆變器調(diào)相運行能力對串供線路進行電壓調(diào)節(jié)，使電網(wǎng)中各節(jié)點電壓維持在合理范圍內(nèi)。技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：步驟1：將電網(wǎng)中的發(fā)電機、變壓器、線路、負荷進行等值處理，建立電網(wǎng)等值模型。步驟2：對電網(wǎng)等值模型進行潮流計算，獲取潮流信息，包括各節(jié)點電壓、各支路有功無功功率。步驟3：判斷光伏系統(tǒng)并網(wǎng)點電壓Ui范圍，若0.95p.u.≤Ui≤1.05p.u.，則直接結(jié)束，否則進行步驟4。步驟4：根據(jù)基于并網(wǎng)點電壓幅值的Q(U)控制策略計算光伏系統(tǒng)無功輸出值Qui，Q(U)控制策略直接采集光伏系統(tǒng)并網(wǎng)點處電壓Ui，其表達式為式中：U1、U2、U3、U4表示的電壓值分別為0.95、0.98、1.02、1.05p.u.；Qimax為光伏系統(tǒng)有功額定輸出時無功輸出的最大值。根據(jù)基于有功輸出的控制策略計算光伏系統(tǒng)無功輸出值Qpi，控制策略根據(jù)光伏系統(tǒng)有功出力P設(shè)定功率因數(shù)值由C1變?yōu)镃2，其表達式為式中：C1＝1，C2＝0.9，Pim為有功額定輸出值，P1＝Pim/2，P2＝Pim。步驟5：設(shè)置基于并網(wǎng)點電壓幅值的Q(U)控制策略計算光伏系統(tǒng)無功輸出值Qui權(quán)重系數(shù)初始值a＝1，設(shè)置基于有功輸出的控制策略計算光伏系統(tǒng)無功輸出值Qpi權(quán)重系數(shù)初始值b＝0。步驟6：判斷Qpi權(quán)重系數(shù)b，若b≥1則直接結(jié)束，否則進行步驟7。步驟7：計算光伏系統(tǒng)無功輸出值Qi，其表達式為Qi＝aQui+bQpi(4)式中：Qui為基于并網(wǎng)點電壓幅值的Q(U)控制策略計算出的光伏系統(tǒng)無功輸出值，a為其權(quán)重系數(shù)，Qpi為基于有功輸出的控制策略計算出的光伏系統(tǒng)無功輸出值，b為其權(quán)重系數(shù)。步驟8：判斷光伏系統(tǒng)無功輸出值Qi大小，若Qi＝Qim，則直接結(jié)束，否則進行步驟9，Qim為光伏系統(tǒng)無功輸出容量。步驟9：判斷光伏系統(tǒng)并網(wǎng)點電壓Ui范圍，若0.95p.u.≤Ui≤1.05p.u.，則直接結(jié)束，否則進行步驟10。步驟10：令權(quán)重系數(shù)a＝a-0.05、b＝b+0.05，返回步驟6。有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：1.本發(fā)明提供了一種基于光伏逆變器調(diào)相的串供線路調(diào)壓方法，該方法有效開發(fā)及利用逆變器調(diào)相運行能力，既可隨時為電網(wǎng)提供無功支撐，也可為光伏電站減少動態(tài)無功補償設(shè)備投資，使電網(wǎng)中各節(jié)點電壓維持在合理范圍內(nèi)；2.本發(fā)明繼承了Q(U)和控制策略的優(yōu)點，同時又克服了各自的不足，通過調(diào)動所有光伏逆變器均參與電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)，使得無功吸收總量最低，電網(wǎng)有功、無功損耗最小。附圖說明圖1為本發(fā)明的流程圖；圖2是新疆疆南地區(qū)電網(wǎng)拓撲圖；圖3是在DIgSILENT軟件中搭建的新疆疆南地區(qū)電網(wǎng)模型。具體實施方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明所提出的一種基于光伏逆變器調(diào)相的串供線路調(diào)壓方法作詳細說明。應該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實施例的范圍及其應用。實施例為新疆疆南地區(qū)電網(wǎng)，電網(wǎng)拓撲圖如圖2所示。其中阿克蘇——巴楚、巴楚——喀什線路為長距離750kV架空線，其余均為220kV架空線，構(gòu)成一典型串供線路結(jié)構(gòu)電網(wǎng)，其中阿克蘇、巴楚、喀什節(jié)點裝設(shè)1500MVA容量的750/220/63kV三繞組變壓器，金鹿、麥蓋提、莎車、英吉沙、奧依塔克節(jié)點接有大容量光伏系統(tǒng)。根據(jù)實際電網(wǎng)數(shù)據(jù)在DIgSILENT中搭建電網(wǎng)模型，如圖3所示。設(shè)阿克蘇節(jié)點為平衡節(jié)點，將基于光伏逆變器調(diào)相的串供線路調(diào)壓方法寫入DIgSILENT中的控制模塊，對有無采用基于光伏逆變器調(diào)相的串供線路調(diào)壓方法得到的節(jié)點電壓進行對比分析。以巴楚——喀什750kV架空線為例，線路長度188km，單位長度正負序電阻值為0.0138Ω/km，單位長度正負序電抗值為0.2833Ω/km，R/X值很小，當功率流過線路時，會出現(xiàn)線路末端電壓高于首端的情況，當僅在巴楚節(jié)點添加無功補償設(shè)備時，喀什節(jié)點電壓明顯超標，達到1.055p.u.，各節(jié)點電壓如表1所示。表1調(diào)壓前疆南地區(qū)電網(wǎng)各節(jié)點電壓節(jié)點名電壓(p.u.)節(jié)點名電壓(p.u.)節(jié)點名電壓(p.u.)阿克蘇1.000巴楚1.028喀什1.055柯坪1.003金鹿1.033麥蓋提1.043莎車1.058葉城1.057疏勒1.058英吉沙1.062上阿圖什1.057烏恰1.059深喀1.057喀發(fā)二期1.057喀發(fā)三期1.057疏附1.057奧依塔克1.051蓋孜1.049布倫口1.048為了更好地對疆南地區(qū)電網(wǎng)電壓進行調(diào)節(jié)，利用金鹿、麥蓋提、莎車、英吉沙、奧依塔克節(jié)點光伏逆變器的調(diào)相運行能力對串供線路進行調(diào)壓。計算得出的各節(jié)點控制策略權(quán)重系數(shù)a和b如表2所示。表2各節(jié)點控制策略權(quán)重系數(shù)調(diào)壓后疆南地區(qū)電網(wǎng)各節(jié)點電壓如表3所示。從表3中可以看出，各節(jié)點電壓均維持在0.98——1.02p.u.之間，滿足電網(wǎng)電壓要求。所有光伏逆變器均參與電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)，無功吸收總量相比采用控制策略時低，同時電網(wǎng)有功、無功損耗小。表3調(diào)壓后疆南地區(qū)電網(wǎng)各節(jié)點電壓當前第1頁1 2 3