[发明专利]含光伏电源的10kV配电网功率协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种10kV配电线路的功率控制方法，特别是涉及一种含光伏电源的0kV配电网有功/无功协调控制方法，属于分布式电源控制技术领域。

背景技术

近年来，随着分布式电源及其并网技术的不断发展，分布式电源由于其更灵活、更靠近负荷侧、对环境更友好的特点，在世界范围内正得到越来越多的重视和应用。

分布式电源(简称DG)接入配电网后，彻底改变了配电网的结构，使配电网从单电源辐射状结构变为遍布电源的复杂结构，这种结构的改变将对配电网的无功电压特性产生重大影响。以风电、光伏为代表的分布式新能源接入不仅改变了传统配电网能量单向流通的特性，且因其发电的间歇性、波动性和不确定性使得电压波动更显剧烈，更因其通过电力电子变换器的连接使得配电网的无功电压特性无论是稳态还是暂态都带来显著的变化，进而对配电网的无功电压控制带来很大的挑战。为了更好的接纳DG，充分发挥DG的积极作用而抑制其负面影响，需要对DG对配电网无功电压特性的影响机理进行深入分析和研究，进而研究配电网适应DG接入的无功电压控制方法，确保配电网的安全可靠及经济运行。

在各种DG中，目前最受关注的无疑是分布式光伏电源，从2013年以来得到了政府的一系列扶持政策：2013年6月14日，国务院常务会议促光伏发展六条措施，着力开发国内光伏地面电站和分布式应用。7月15日，《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》，细化了国六条的扶持纲领，同时上调国内光伏装机目标，提出到2015年实现35GW累计装机量。8月14日，发改委《分布式发电管理暂行办法》明确由电网负责分布式外部设施安装与线路改造，减少分布式并网与售电难度，缩短补贴周期为按月结算。8月20日，能源局《关于开展分布式光伏发电应用示范区建设的通知》，能源局公布了第一批分布式光伏示范区名单，涉及7省5市共18个示范区项目，2013～2015年累计装机1.823GW，其中今年开建749MW，示范区度电补贴0.42元/度。8月30日，将分布式发电补贴确定为0.42元/度，大型地面电站将全国按光照资源区分为三类，标杆上网电价分别为0.9元/度、0.95元/度和1元/度，补贴标准原则发放20年。11月4日，能源局《关于征求2013、2014年光伏发电建设规模意见的函》，要求在不出现弃光限电的情况下，将2014年光伏发电建设规模上调至12GW，其中屋顶电站为主的分布式光伏为8GW，地面电站为4GW。11月26日，能源局《光伏发电运营监管暂行办法》，适用于地面电站和分布式运营。规定由能源主管部门和派出机构监督光伏运营商和电网。重点对光伏发电质量、配套电网建设、并网服务、并网时限等进行监督。监管优先调度光伏发电和电网收购光伏发电电量情况。一系列密集的关于扶持光伏发展的政策表明了光伏发电必将成为未来的趋势。

一般来说，为了避免给电网造成波动影响，光伏等各种DG目前多数采用定功率因数运行的方式，按照一个合适的功率因数中间值来控制无功出力，这样可以减少由于出力变化而造成的波动，但同时也放弃了分布式电源原有的部分无功调节能力，把动态控制变为静态运行。而部分分布式电源保留了其无功调节能力，但对于如何制定其出力的策略和判据的问题则仍待解决：如果保持精准、实时的控制可以有较好的调压效果，但控制流程和算法会比较复杂，操作起来具有一定的难度；如果采用粗放式的控制又很难保证调压的效果，可能会出现频繁动作或者电压越限的情况。

大规模的DG接入配电网有可能会造成某些时刻集中发电，形成大量的功率倒送，导致部分节点电压出现越限的情况。为保证电网可以安全稳定运行，目前的DG接入容量一般都会被严格限制。相对于其他的分布式电源，光伏电源由于其配置了逆变器，可以实现有功功率和无功功率的解耦，因此其无功调节更加灵活方便。在配电线路无功不足、电压偏低的时候，可以让光伏电源运行在滞后的功率因数，往电网输送无功以抬升电压；在配电线路无功过多、电压偏高的时候，可以让光伏电源运行在超前的功率因数，吸收电网中过多的无功来降低电压。

此外，光伏电源的出力昼夜变化较大，在不同的条件下无功调节应考虑的重点不同。在白天光伏电源发电的时候，为提高经济效益和利用效率，此时应尽量多发有功功率，无功控制的目的在于避免节点电压越限；在夜里光伏电源无法产生有功出力的时候，一般负荷也较轻，此时无功功率不宜过多，因此应考虑让电压运行在一个相对稳定的范围内，减少无功流动，降低网络内的有功损耗。