一種基于光伏功率控制系統(tǒng)的分層式拓?fù)浞治龇椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于光伏功率控制系統(tǒng)的分層式拓?fù)浞治龇椒ǎ瑢儆陔娏ο到y(tǒng)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來(lái)，隨著光伏技術(shù)的發(fā)展和成熟，光伏電站得到大力推廣，并進(jìn)行了規(guī)?；慕ㄔO(shè)。建成的光伏電站需要并入電網(wǎng)，并進(jìn)行功率控制，以實(shí)現(xiàn)電能優(yōu)化和電力調(diào)度。功率優(yōu)化控制子站需要把調(diào)度指令合理分配，并下發(fā)到每一臺(tái)并網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)對(duì)象(發(fā)電機(jī)、逆變器等)。分層分區(qū)域的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以其卓越的調(diào)節(jié)性能和方便的可擴(kuò)展性而備受矚目，并逐步占領(lǐng)主要市場(chǎng)。針對(duì)這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，為了更好的實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)對(duì)象的并網(wǎng)運(yùn)行及可調(diào)狀態(tài)判斷，需要引入一種新型的分層式拓?fù)浞治龇椒ā?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在以往的功率控制系統(tǒng)進(jìn)行拓?fù)浞治鰰r(shí)，往往需要根據(jù)具體的主接線形式，進(jìn)行針對(duì)性地處理，其實(shí)現(xiàn)方法復(fù)雜，運(yùn)行效率低下，并且在主接線形式變更時(shí)，又不得不重新進(jìn)行開(kāi)發(fā)，靈活性很差。為了更好的實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)對(duì)象的并網(wǎng)運(yùn)行及可調(diào)狀態(tài)判斷，結(jié)合光伏功率優(yōu)化控制系統(tǒng)的分層分區(qū)域的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出了一種分層式拓?fù)浞治龇椒?，其拓?fù)浞治霾糠滞瑯舆m用于光伏以外的其它技術(shù)領(lǐng)域。
[0004]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種基于光伏功率控制系統(tǒng)的分層式拓?fù)浞治龇椒?，其特征在?
[0006]將并網(wǎng)線、母線、母聯(lián)、分段和主變等作為第一層，將匯集線、調(diào)節(jié)對(duì)象等作為第二層，其中，所述調(diào)節(jié)對(duì)象主要包括發(fā)電機(jī)、逆變器；
[0007]所述拓?fù)浞治龇椒⊕侀_(kāi)主接線型式的界定，借助直接電氣元件間連接關(guān)系的判斷和間接連接關(guān)系的推導(dǎo)；對(duì)于第一層，選擇并網(wǎng)點(diǎn)，確定目標(biāo)母線，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)母線是否并網(wǎng)運(yùn)行的判斷；對(duì)于第二層，實(shí)現(xiàn)匯集線運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)電機(jī)或逆變器運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行模式的判斷；最后結(jié)合這兩層拓?fù)浞治龅慕Y(jié)果，得到調(diào)節(jié)對(duì)象是否并網(wǎng)運(yùn)行、是否可調(diào)節(jié)的結(jié)論。
[0008]一種基于光伏功率控制系統(tǒng)的分層式拓?fù)浞治龇椒?，所述方法包括分層設(shè)置、第一層拓?fù)浞治?、第二層拓?fù)浞治?、綜合判斷；其特征在于，所述拓?fù)浞治龇椒òㄒ韵虏襟E:
[0009]步驟1:分層設(shè)置:根據(jù)光伏電站電氣主接線型式，給相關(guān)電氣元件和回路編號(hào)編號(hào)，并區(qū)分出并網(wǎng)線、匯集線，其中相關(guān)電氣元件包括母線、母聯(lián)、分段、主變、發(fā)電機(jī)、逆變器；選擇并網(wǎng)線、母線、母聯(lián)、分段和主變作為第一層；選擇匯集線、調(diào)節(jié)對(duì)象作為第二層，其中調(diào)節(jié)對(duì)象包括發(fā)電機(jī)、逆變器；
[0010]步驟2:第一層拓?fù)浞治觯ㄟ^(guò)并網(wǎng)線回路開(kāi)關(guān)和刀閘的合分狀態(tài)，判斷并網(wǎng)線與母線的直接連接關(guān)系；通過(guò)母聯(lián)或分段回路開(kāi)關(guān)和刀閘的合分狀態(tài)，判斷母線之間的直接連接關(guān)系；通過(guò)主變回路開(kāi)關(guān)和刀閘的合分狀態(tài)，判斷母線之間的直接連接關(guān)系；通過(guò)并網(wǎng)點(diǎn)所在母線和母線之間的直接連接關(guān)系，推導(dǎo)所有和并網(wǎng)點(diǎn)相連的母線，即目標(biāo)母線；通過(guò)目標(biāo)母線以及并網(wǎng)線與母線的直接連接關(guān)系，推導(dǎo)目標(biāo)母線是否并網(wǎng)運(yùn)行；
[0011]步驟3:第二層拓?fù)浞治?，通過(guò)匯集線回路開(kāi)關(guān)和刀閘的合分狀態(tài)，判斷匯集線與母線的直接連接關(guān)系；通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)，判斷調(diào)節(jié)對(duì)象是否正常運(yùn)行且處于可調(diào)模式；
[0012]步驟4:綜合判斷，通過(guò)并網(wǎng)運(yùn)行的目標(biāo)母線以及匯集線與母線的連接關(guān)系，判斷匯集線是否并網(wǎng)運(yùn)行，再結(jié)合調(diào)節(jié)對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)和工作模式，推導(dǎo)出調(diào)節(jié)對(duì)象是否并網(wǎng)運(yùn)行且可調(diào)。
[0013]本申請(qǐng)還進(jìn)一步優(yōu)選包括以下方案:
[0014]在并網(wǎng)線與母線的連接關(guān)系、母線之間的連接關(guān)系、以及匯集線與母線的連接關(guān)系表述中，采用母線的按位表示方法:母線總數(shù)8段時(shí)，連接關(guān)系用I個(gè)字節(jié)表示；母線總數(shù)16段時(shí)，連接關(guān)系用2個(gè)字節(jié)表示；依次類推，每增加8段母線，連接關(guān)系就增加I個(gè)字節(jié)表示；當(dāng)母線數(shù)目不足8的倍數(shù)時(shí)，補(bǔ)充至8的倍數(shù)，然后計(jì)算所需字節(jié)數(shù)。連接關(guān)系數(shù)據(jù)每一位表示與特定母線的連接狀態(tài)，為I時(shí)表示連接，為O時(shí)表示斷開(kāi)；每一位與特定母線的對(duì)應(yīng)關(guān)系為:bit0表示1#母線、bitl表示2#母線、依次類推。亦即與N#母線直接連接狀態(tài)可表示為2的N-1次方，記作.Χ (N-1) ；M#母線與N#母線直接連接狀態(tài)可表示為2的M-1次方位與2的N-1次方，記作:2~ (M-1) +2~ (N-1)；
[0015]在連接關(guān)系推導(dǎo)中，采用“位與”和“位或”的邏輯判斷方法。通過(guò)母聯(lián)或分段回路開(kāi)關(guān)和刀閘的合分狀態(tài)判斷出母線之間的直接連接關(guān)系，將母線之間的連接關(guān)系記為BusLink，并網(wǎng)點(diǎn)所在母線記為BusSel，則兩者位與的結(jié)果BusSel&BusLink表示了通過(guò)母聯(lián)或分段直接連接的兩段母線是否被選擇為目標(biāo)母線:當(dāng)結(jié)果為O時(shí)，表示未被選中，當(dāng)結(jié)果不為O時(shí)，表示被選中。當(dāng)位與結(jié)果不為O時(shí)，兩者位或的結(jié)果BusSel I BusLink表示了與并網(wǎng)點(diǎn)有連接關(guān)系的所有母線，具體母線由置I的位表示。同理，可以得到其它母線是否被選擇為目標(biāo)母線。
[0016]本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果:
[0017]所述的分層式拓?fù)浞治龇椒?，拋開(kāi)主接線型式的界定，不必受到單母線、雙母線或帶旁路母線等等接線型式的制約，而適用于各種主接線型式；所述的分層式拓?fù)浞治龇椒?，解耦了主接線型式和調(diào)節(jié)對(duì)象，簡(jiǎn)化了拓?fù)浞治鰞?nèi)容，提高了分析判斷的效率，為光伏功率優(yōu)化控制系統(tǒng)的分層分區(qū)域的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供了極佳的解決方案；所述的分層式拓?fù)浞治龇椒?，所涉及的算法，更是?jiǎn)化了判斷，提高了效率，同樣適用于光伏以外的技術(shù)領(lǐng)域。
[0018]如果采用了所述的分層式拓?fù)浞治龇椒ǎ谥鹘泳€型式改變或系統(tǒng)擴(kuò)容升級(jí)時(shí)，只需借助極少的改動(dòng)甚至通過(guò)參數(shù)設(shè)置，即可實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的拓?fù)浞治觥Ｏ嚓P(guān)的改動(dòng)可能只是包括添加新增母線、添加新增元件或線路的直接連接關(guān)系，而間接連接關(guān)系的推導(dǎo)只需增加循環(huán)判斷的次數(shù)即可實(shí)現(xiàn)。所以說(shuō)，該分層式拓?fù)浞治龇椒?，方便進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容升級(jí)，可有效縮減擴(kuò)容升級(jí)的時(shí)間和成本，極大提高工程進(jìn)度和工程質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為光伏電站電氣主接線示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明基于光伏功率控制系統(tǒng)的分層式拓?fù)浞治龇椒偭鞒虉D。
[0021]圖3為總流程步驟2—一第一層拓?fù)浞治隽鞒虉D。
[0022]圖4為總流程步驟3—一第二層拓?fù)浞治隽鞒虉D。
[0023]圖5為總流程步驟4一一綜合判斷流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下就結(jié)合說(shuō)明書附圖一一電氣主接線示意圖和方法流程圖，來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。為便于說(shuō)明，本示例選用高壓側(cè)單母線，低壓側(cè)單母分段的主接線型式，如附圖1所示。其中，母線為可以連接多個(gè)電氣回路的低阻抗導(dǎo)體。位于兩組母線之間并允許兩組母線連接的回路，一般包含開(kāi)關(guān)和刀閘，在雙母線接線型式下稱為母聯(lián)，在單母分段接線型式下稱為分段。對(duì)于通過(guò)升壓變壓器接入公共電網(wǎng)的光伏電站，與電網(wǎng)直接連接的升壓變高壓側(cè)母線為并網(wǎng)點(diǎn)，連接箱變與升壓變低壓側(cè)母線之間的線路為匯集線。對(duì)于不通過(guò)變壓器直接接入公共電網(wǎng)的光伏電站，其輸出匯總點(diǎn)為并網(wǎng)點(diǎn)，連接箱變與并網(wǎng)點(diǎn)所在母線之間的線路為匯集線。所述并網(wǎng)線，即連接并網(wǎng)點(diǎn)與電力系統(tǒng)之間的線路。所述目標(biāo)母線，是與并網(wǎng)點(diǎn)有實(shí)際連接關(guān)系的母線。調(diào)節(jié)對(duì)象為發(fā)電機(jī)或逆變器。
[0025]如附圖2所示為本發(fā)明基于光伏功率控制系統(tǒng)的分層式拓?fù)浞治龇椒偭鞒虉D，所述分層式拓?fù)浞治龇椒òㄒ韵虏襟E:
[0026]步驟一:首先給相關(guān)元件和回路編號(hào)，如電氣主接線示意圖所示。其中，包括3段母線，I個(gè)分段，I條并網(wǎng)線，2臺(tái)主變和6條匯集線。然后分層:劃分低壓母線及以上部分為第一層(包括3段母線，I個(gè)分段，I條并網(wǎng)線和2臺(tái)主變)，匯集線及以下部分為第二層(包括6條匯集線和每條匯集線下的調(diào)節(jié)對(duì)象)。
[0027]步驟二:接下來(lái)進(jìn)行第一層拓樸分析。通過(guò)并網(wǎng)線回路開(kāi)關(guān)和刀閘的合分狀態(tài)，判斷并網(wǎng)線與母線的直接連接關(guān)系；通過(guò)母聯(lián)或分段回路開(kāi)關(guān)和刀閘的合分狀態(tài)，判斷母線之間的直接連接關(guān)系；通過(guò)主變回路開(kāi)關(guān)和刀閘的合分狀態(tài)，判斷母線之間的直接連接關(guān)系；通過(guò)并網(wǎng)點(diǎn)所在母線和母線之間的直接連接關(guān)系，推導(dǎo)所有和并網(wǎng)點(diǎn)相連的母線，即目標(biāo)母線；通過(guò)目標(biāo)母線以及并網(wǎng)線與母線的直接連接關(guān)系，推導(dǎo)目標(biāo)母線是否并網(wǎng)運(yùn)行；
[0028]首先根