[发明专利]基于电压灵敏度矩阵户用光伏并网逆变器分散式控制方法

说明书

本发明涉及低压配电网技术，具体涉及基于电压灵敏度矩阵户用光伏并网逆变器分散式控制方法，包括：建立低压配电网网络结构模型；选定配电网中电压优先控制节点；选定所有电压优先控制节点的屋顶光伏控制为功率因数‑有功输出控制模式，其控制模式以光伏系统有功输出达到启动值时开始输出无功；根据电压优先控制节点在对电压影响权重大的节点降序排列的排序，确定其功率因素阈值约束条件，并以所有电压优先控制节点处的光伏系统输出无功功率总和最少为目标，构建低压配电网电压控制模型，从而确定各电压优先控制节点处屋顶光伏逆变器功率因数控制值。该方法保证了分散式控制时各节点的协调控制，降低了无功补偿控制时的网损。

技术领域

本发明属于低压配电网技术领域，尤其涉及基于电压灵敏度矩阵户用光伏并网逆变器分散式控制方法。

背景技术

分布式光伏发电是进一步提高我国新能源渗透率的主要技术措施之一。

由于典型居民用电负荷与屋顶光伏发电系统输出功率不匹配，低压配电网中部分节点电压在白天可能超过允许的上限值。由于低压配电线路的高电阻电抗比，低压配电网的电压调节方法可分为两类：基于有功功率削减的控制方法和基于无功功率补偿的控制方法。基于无功功率补偿的控制方法是目前最为经济的低压配电网电压调节方法。现有的研究中，所有的屋顶光伏并网逆变器均采用相同的控制参数，未计及各节点的差异性。事实上，任意节点无功变化量对整个低压配电网的电压影响权重不同，故而应当依据节点位置的不同，对其安装处的户用光伏逆变器采取不同的控制策略，从而优化总输出无功功率，降低系统网损。

发明内容

本发明的目的是提供一种确定安装在不同节点的光伏逆变器各自的控制参数，控制低压配电网节点电压在允许范围内，减少光伏逆变器总输出无功功率，以降低网损的方法。

为实现上述目的，本发明采用和技术方案是：基于电压灵敏度矩阵户用光伏并网逆变器分散式控制方法，包括以下步骤：

步骤1、建立低压配电网网络结构模型，根据低压配电网各线路阻抗信息建立电压-无功灵敏度矩阵；

步骤2、依据电压-无功灵敏度矩阵，结合各节点负荷信息，计算各节点无功功率变化值对整个低压配电网电压影响权重W，选定配电网中电压优先控制节点；

步骤3、选定所有电压优先控制节点的屋顶光伏控制为功率因数-有功输出控制模式，其控制模式以光伏系统有功输出达到启动值时开始输出无功，启动值以配电网任意节点出现电压越限为条件来确定；

步骤4、根据电压优先控制节点在对电压影响权重大的节点降序排列的排序，确定其功率因素阈值约束条件，并以所有电压优先控制节点处的光伏系统输出无功功率总和最少为目标，构建低压配电网电压控制模型，从而确定各电压优先控制节点处屋顶光伏逆变器功率因数控制值。

在上述的基于电压灵敏度矩阵户用光伏并网逆变器分散式控制方法中，步骤1所述建立低压配电网网络结构模型具体方法如下：

步骤1.1、配电网节点数为N、Z_i为节点i-1到节点i的支路阻抗、P_i+jQ_i为节点i的负荷，P_i为节点i的负荷有功功率，Q_i为节点i的负荷无功功率，确定电压上限允许值为U_max，确定电压下限允许值为U_min；i∈[1,N]；

利用各节点负荷与支路阻抗，确定配电网各节点电压应当满足：

式中U_i是节点i的电压，Θ_CN0,i是节点0到节点i路径上的线路和节点的集合，P_l和Q_l分别代表节点l-1到节点l路径传输的有功与无功功率；

步骤1.2、根据各节点负荷数据得出配电网有功与无功灵敏度矩阵为：