一種基于變比率回差控制的光伏發(fā)電有功調節(jié)方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)綜合自動化領域，涉及一種基于變比率回差控制的光伏發(fā)電 有功調節(jié)方法。
【背景技術】
[0002] 隨著常規(guī)能源危機和全球氣候變化日益突出，可再生分布式能源發(fā)展勢頭迅猛， 光伏電能以其持續(xù)性和可控性等獨特優(yōu)勢，尤受用戶青睞。光伏電能具有隨機性特點，隨季 節(jié)和環(huán)境變化光伏電能波動較大，隨著光伏電能在電力供應中比重不斷擴大，給電網運行 帶來的負面影響越來越大，增加電網公司對電網調度管理難度。國家電網公司關于光伏電 站并入電網的技術規(guī)定中，明確要求大中型光伏電站根據電網調度指令調節(jié)光伏電站有功 功率處理和控制光伏電站運行，以便在電網故障和特殊運行方式時保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定；同 時應具有限制輸出功率變化率的能力，輸出功率變化率的限值應根據光伏電站所接入的電 網狀況、光伏電站運行特性及其技術性能指標而定；光伏電站每分鐘最大功率變化量不宜 超過裝機容量的10%，但可以接受因太陽光輻照度快速減少引起的光伏電站輸出功率下降 速度超過最大變化率的情況。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種基于變比率回差控制的光伏發(fā)電有功調節(jié)方法，解決目 前大中型光伏電站對有功功率的輸出及變化率控制問題。
[0004] 為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種基于變比率回差控制的光 伏發(fā)電有功調節(jié)方法，該方法包括如下步驟：
[0005] (1)將調節(jié)區(qū)至少分為停止區(qū)、靈敏調節(jié)區(qū)、一般調節(jié)區(qū)、快速調節(jié)區(qū)，并設定各調 節(jié)區(qū)的調節(jié)比率；
[0006] (2)根據光伏電站當前并網點有功功率值與調度曲線值的差值功率Pdlf判斷光伏 電站功率所處的調節(jié)區(qū)，選擇對應的上調或下調控制方式，并計算所需的有功功率調節(jié)量 Padj ;
[0007] (3)將光伏電站的可控逆變器分為出力受限逆變器和非受限逆變器，計算所選逆 變器理論可調有功功率總和P s，并根據控制方式、所需的有功功率調節(jié)量Pad]及所選逆變器 理論可調有功功率總和P s計算對應各逆變器分配調節(jié)值。
[0008] 所述步驟（2)中所需的有功功率調節(jié)量Pad]的計算公式如下：
[0009]
[0010]其中，Pd _是光伏電站有功功率調節(jié)精度值；
[0011] Pds是靈敏調節(jié)區(qū)的差值功率上限值；
[0012] Pdg是靈敏調節(jié)區(qū)的差值功率上限值；
[0013] Pd _是光伏電站有功功率1分鐘變化率上限值；
[0014] ks是靈敏調節(jié)區(qū)的調節(jié)比率；
[0015] kg是一般調節(jié)區(qū)的調節(jié)比率；
[0016] kf是快速調節(jié)區(qū)的調節(jié)比率。
[0017] 所述步驟⑵中，當Pdlf為正時，選擇下調控制方式，當P dlf為負時，選擇上調控制 方式。
[0018] 所述步驟（3)中，將出力受限逆變器和非受限逆變器分別按照出力情況進行排 序，根據光伏電站功率所處的調節(jié)區(qū)及P ad]計算選擇逆變器：當處于停止區(qū)時，不進行調 節(jié)；當處于靈敏調節(jié)區(qū)時，選擇最佳的逆變器進行調節(jié)；當處于一般調節(jié)區(qū)時，經計算選擇 多臺逆變器進行調節(jié)；當處于快速調節(jié)區(qū)時，選擇所有逆變器進行調節(jié)。
[0019] 所述步驟（3)中，對應各逆變器分配調節(jié)值的計算公式如下：
[0020]
[0021]
[0022] 其中，Pel為逆變器額定功率；
[0023] Pdl為逆變器當前出力功率；
[0024] Pdl為逆變器功率調節(jié)下限；
[0025] Pad]1S單臺逆變器需要的設定值；
[0026] 匕為逆變器理論可調功率之和。
[0027] 當進行上調控制時，優(yōu)先選擇出力受限逆變器進行調節(jié)，當進行下調控制時，優(yōu)先 選擇不受限逆變器進行調節(jié)。
[0028] 當進行上調控制時，ks、kg的取值大于1 ;在進行下調控制時，k s、kg的取值小于1， 而不管是上調控制還是下調控制，kf均小于1。
[0029] 本發(fā)明基于變比率回差控制的光伏發(fā)電有功調節(jié)方法以調度功率曲線為基準，根 據光伏電站并網點有功功率與調度曲線回差值，判斷光伏電站功率處于調節(jié)范圍內某一區(qū) 域，按照預先設定的比率算法調節(jié)逆變器有功功率，從而保持光伏電站有功功率出力穩(wěn)定 跟蹤調度曲線。本方法可根據電站內發(fā)電功率與調度曲線偏差，自動調整發(fā)電功率增益率， 同時最大限度降低對大電網的波動影響，抑制光伏電能對公共電網電能質量的污染，不僅 滿足調度對電站的控制要求，而且最大化發(fā)電企業(yè)的發(fā)電利益。
【附圖說明】
[0030] 圖1為有功功率調節(jié)流程圖；
[0031]圖2為光伏發(fā)電有功變比率調節(jié)特性；
[0032] 圖3為有功功率上調流程圖；
[0033] 圖4為逆變器功率上調不意圖；
[0034] 圖5為有功功率下調流程圖；
[0035] 圖6為逆變器功率下調示意圖。
【具體實施方式】
[0036] 下面結合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進行進一步介紹。
[0037] 如圖1所示為本發(fā)明基于變比率回差控制的光伏發(fā)電有功調節(jié)方法，該方法是由 圖可知，根據電站當前并網點有功功率值與調度曲線值的差值功率，判斷光伏電站功率處 于調節(jié)范圍的某一區(qū)域，選擇相應的算法控制逆變器輸出功率，使并網點有功功率逐次快 速逼近調度曲線值，最大限度降低對大電網影響，實現(xiàn)發(fā)電功率最大化，該方法具體包括如 下步驟：
[0038] (1)將調節(jié)區(qū)至少分為停止區(qū)、靈敏調節(jié)區(qū)、一般調節(jié)區(qū)、快速調節(jié)區(qū)，并設定各 調節(jié)區(qū)的調節(jié)比率，其中，靈敏調節(jié)區(qū)的調節(jié)比率設定為k s，一般調節(jié)區(qū)的調節(jié)比率設定為 kg，快速調節(jié)區(qū)的調節(jié)比率設定為kf。
[0039] 在進行調節(jié)區(qū)劃分時，首先計算光伏電站相關參數(shù)：有功功率調節(jié)精度值pd _和 每分鐘最大變化率的有功功率值Pd _，再根據Pd _和P d _，設定靈敏調節(jié)區(qū)差值功率上限 值Pds和靈敏調節(jié)區(qū)差值功率上限值Pdg，將調節(jié)區(qū)細分為停止區(qū)、靈敏調節(jié)區(qū)、一般調節(jié)區(qū)、 快速調節(jié)區(qū)。
[0040] 如圖2所示，在各調節(jié)區(qū)內設定調節(jié)比率：
[0041] ①停止區(qū)，一般不需要調節(jié)，調節(jié)比率為0 ;
[0042] ②靈敏調節(jié)區(qū)，需要調節(jié)的有功功率差值一般很小，當進行上調控制時，系數(shù)ks- 般略大于1，在進行下調控制時，k s-般略小于1，減少調節(jié)次數(shù)；
[0043] ③一般調節(jié)區(qū)，需要調節(jié)的有功功率差值一般較小，與靈敏調節(jié)區(qū)相同，當進行上 調控制時，系數(shù)k g-般略大于1，在進行下調控制時，kg-般略小于1，且|ks-l| > |kg_l|， 保證一次性調節(jié)到位；
[0044] ④快速調節(jié)區(qū)，需要調節(jié)的有功功率差值一般較大，不管是上調控制還是下調控 制，系數(shù)k f一般都略小于1，保證每次調節(jié)不會"過度"，便于控制有功功率的波動；
[0045] ⑤上調的調節(jié)比率可以略大于下調的調節(jié)比率，便于控制有功功率處于調度曲線 的上方位置，使光伏電站發(fā)電量最大化。如差值功率為_500kW，k s上調系數(shù)設為1. 05,系統(tǒng) 運行在高于調度曲線50kW的誤差精度范圍內；差值功率為500kW，ks下調系數(shù)設為0. 95,系 統(tǒng)同樣運行在高于調度曲線50kW的誤差精度范圍內。
[0046] (2)根據光伏電站當前并網點有功功率值與調度曲線值的差值功率Pdlf判斷光伏 電站功率所處的調節(jié)區(qū)，選擇對應的上調或下調控制方式，并計算所需的有功功率調節(jié)量 Padj ;
[0047] Padj的計算公式如下：
[0048]
[0049] 其中，pd _是光伏電站有功功率調節(jié)精度值；
[0050] Pds是靈敏調節(jié)區(qū)的差值功率上限值；
[0051] Pdg是靈敏調節(jié)區(qū)的差值功率上限值；
[0052] pd _是光伏電站有功功率1分鐘變化率上限值；
[0053] 以光伏電站當前有功功率值與調度曲線值的回差值（即Pdlf)為參考，回差值為正 時，光伏電站當前有功功率值超出調度曲線范圍，需要下調控制；回差值為負時，光伏電站 當前有功功率值低于調度曲線范圍，需要上調控制，使當前有功功率逐次逼近調度曲線值。
[0054] 另外，當Pdif較小時，保證IP adfPdif I <pd min, Pdif較大時，保證P ad_j〈Pdif，這樣既能保 證每次調節(jié)不會"過度"，又可以減少調節(jié)次數(shù)。
[0055] (3)將光伏電站的可控逆變器分為出力受限逆變器和非受限逆變器，計算所選逆 變器理論可調有功功率總和P s，并根據控制方式、所需的有功功率調節(jié)量Pad]及所選逆變器 理論可調有功功率總和匕計算對應各逆變器分配調節(jié)值P
[0056] 對逆變器進行分類分項統(tǒng)計：
[0057] ①根據逆變器種類、型號統(tǒng)計；
[0058] ②根據逆變器是否可調統(tǒng)計，統(tǒng)計出可以調節(jié)的逆變器；
[0059] ③根據逆變器限功率狀態(tài)及出力情況統(tǒng)計；
[0060] 讀取逆變器當前有功功率值和限功率值，如果逆變器有功功率值等于限功率值， 則逆變器處于限功率狀態(tài)，如果逆變器有功功率值小于限功率值，則逆變器未受限；逆變器 處于限功率狀態(tài)記為A類逆變器，未受限記為B類逆變器；A、B類逆變器按照出力大小一次 排列成 A1，A2, A3......，B1，B2，B3......;
[0061] ④統(tǒng)計出逆變器可調節(jié)的有功功率值。
[0062] 在進行逆變器調節(jié)時，根據光伏電站并網點有功功率值與調度曲線值的差值功 率，定位出光伏發(fā)電有功變比率調節(jié)區(qū)域，選擇相應的算法調整當前有功功率逐次快速逼 近調度曲線值，最大限度的降低對大電網的影響，并實現(xiàn)發(fā)電功率最大化。其調節(jié)原則為： 停