[发明专利]变压器抽头与多逆变器协调的有源配电网电压调节方法

说明书

本发明公开了一种变压器抽头与多逆变器协调的有源配电网电压调节方法。在配电网中，当馈线末端同时出现抬升/跌落时本发明能够基于模糊控制理论对变压器抽头位置进行调整来维持馈线末端电压稳定，同时维持逆变器保证单位功率因数输出，可以使逆变器利用效率得以提升。当不同馈线末端电压变化趋势不同，出现一端高电压另一端低电压的情况时，本发明中的功率分配优化模块(PAO)在传统的Q‑V调节曲线的基础上引入优化模块，通过协调馈线上光伏电源的状态使得馈线电压在维持额定范围内的同时保证总的光伏输出功率达到最大。本发明在维持配电网电压稳定的同时，还能保证光伏电源的输出功率，提高了新能源发电业主的经济效益，具有良好的社会和经济效益。

技术领域

本发明涉及变压器抽头与多逆变器协调的有源配电网电压调节方法，适用于含有高渗透率可再生能源的配电网电压稳定控制和可再生能源利用效率的提升。

背景技术

随着可再生能源应用技术的发展，传统配电网中分布式电源的装机数量逐年提升，由于可再生能源受外界环境的影响，如光照强度、负载以及温度等，具有随机性和间歇性，分布式电源和负荷的出力特性不匹配将会导致电网电压出现波动现象。特别是光伏扶贫地区，由于配电网线路较长，且R/X的比重较大，因此出现电压波动的现象更为严重，而且由于线路损耗的存在越靠近馈线末端，电压问题愈加明显。

由于类型和分布电源容量的不同，不同馈线的电压波动的趋势是不同的。通常情况下，在安装小水电的馈线，由于小水电站的出力较为平稳，电压比较稳定；而在安装光伏电源的馈线，现有的光伏电源都是经过MPPT模块利用光伏并网逆变器与电网连接，由于光伏出力的最大值出现在午时，而此时居民负荷很少，但在夜间负荷需求增加，光伏电源却没有了功率输出，这也就使得含光伏的馈线呈现白天高电压，夜间低电压的现象。

现有的针对电压波动的调节方法通常是基于Q-V(无功功率-电压)曲线，对电压进行调节。当电压超出死区范围后，无功功率控制器按照设定的Q-V曲线开始输出相应的无功功率，功率因数开始改变，如图3所示。为第m个光伏并网逆变器可以输出的无功功率，其大小与最小功率因数有关，和V分别为第m个光伏并网逆变器电压死区上下限。当电压超过死区范围，利用图3所示的电压和无功功率曲线，根据当前测得的电压大小控制逆变器输出相应的无功功率进行补偿，达到维持光伏并网点的电压在限定范围之内的目的。为第m个光伏并网逆变器电压调节的上限。当电压抬升，则输出的感性无功功率增加，当电压降低，则输出的容性无功功率增加，达到稳定电压的目的。

上式为Q-V曲线的设置方式。根据其提供的关系，对电压进行无功功率调控。其调控能力受最小功率因数制约，并与死区电压范围和最大电压限有关。可以根据并网点m的电压大小V_m，计算出逆变器需要输出的无功功率Q_m。

但是这种方法只能针对光伏并网逆变器进行调节，而对含有多跟馈线的配电网来说，有些馈线含有小水电，需要对配电网主变压器抽头进行电压调节，而调节主变抽头位置则会影响其他馈线的电压情况，因此需要一种协调方法。此外在一根含有光伏并网逆变器的馈线中，单纯的采用Q-V的调节方法没有考虑到多逆变器之间的协调控制，导致了弃光现象较为严重。

本发明针对含多种可再生能源的配电网电压波动问题，基于模糊控制理论和逆变器功率协调优化方法对变压器抽头和逆变器功率输出进行控制，从而达到治理电压波动的目的。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术的上述问题，本发明提出了一种变压器抽头与多逆变器协调的有源配电网电压调节方法，协调变压器抽头和多逆变器之间关系，针对配电网电压波动现象进行治理，同时尽可能的提升可再生能源的利用效率。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：