減小下垂系數(shù)，此時系統(tǒng)的運(yùn)行點(diǎn)如圖2中C和圖3 中C點(diǎn)。
[0077] 鑒于此，本方法取實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)與額定運(yùn)行點(diǎn)之差的絕對值為變步長因子，當(dāng)實(shí)際 運(yùn)行點(diǎn)離額定運(yùn)行越遠(yuǎn)，則自適應(yīng)下垂系數(shù)越小，保證系統(tǒng)在額定運(yùn)行點(diǎn)附近運(yùn)行。
[0078] 步驟六，根據(jù)下垂系數(shù)，經(jīng)考慮線路阻抗因素的自適應(yīng)下垂控制后，得到光伏逆變 器交流側(cè)輸出的參考電壓幅值If和參考角頻率ω'。
[0079] 圖5為考慮線路阻抗因素的自適應(yīng)功率下垂控制原理圖，依據(jù)實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)與額定 運(yùn)行點(diǎn)的偏差，通過有功功率和無功功率在光伏逆變器之間的合理分配，輸出光伏逆變器 交流側(cè)輸出的參考電壓幅值If和參考角頻率ω'。
[0080] 具體過程為，
[0081] Α1)傳統(tǒng)的下垂控制策略模擬高壓大電網(wǎng)同步發(fā)電機(jī)接口特性，采用大電網(wǎng)的高 壓輸電線來分析，忽略線路電阻；
[0082] 表不為，
[0084] 其中，
[0085] U為光伏逆變器出口處電壓有效值；
[0086] δ為光伏逆變器出口處電壓相角；
[0087] Ε為并網(wǎng)點(diǎn)處電壓有效值，設(shè)并網(wǎng)點(diǎn)處電壓相角為0 ;
[0088] AU為光伏逆變器出口處電壓有效值與并網(wǎng)點(diǎn)處電壓有效值的差值；
[0089] R+jX為光伏逆變器所連線路綜合阻抗；
[0090] A2)根據(jù)線路潮流公式，簡化光伏逆變器出口潮流與線路阻抗的關(guān)系；
[0091] 簡化后的公式為，
[0093] A3)比較步驟A1和步驟A2可知，考慮線路阻抗因素的自適應(yīng)下垂控制表示為，
[0095]其中，
為線路阻感比； .9:
[0097] ωη為叫頻率額定值；
[0098] Un為電壓額定值步驟七，將Δ ω與ω '相加，得到頻率調(diào)節(jié)后的參考角頻率ω '
[0099] 步驟八，根據(jù)If和ω %計算光伏逆變器PffM驅(qū)動電路的輸入信號Uraf。
[0100] 圖6為分布式光伏接入主動配電網(wǎng)時的系統(tǒng)控制原理圖。上述方法首先從分布 式光伏直流電壓穩(wěn)定性出發(fā)，在下垂控制和最大功率跟蹤控制的基礎(chǔ)上增加了 vd。直流電 壓調(diào)頻環(huán)節(jié)，在實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤的同時降低分布式光伏隨機(jī)性和波動性對系統(tǒng)穩(wěn)定的影 響；同時充分考慮線路阻抗的影響，對傳統(tǒng)下垂控制進(jìn)行改進(jìn)，提出一種自適應(yīng)有功無功下 垂控制方法，實(shí)現(xiàn)對分布式電源輸出功率的控制，提高系統(tǒng)電壓質(zhì)量。
[0101] 為驗證上述方法的正確性和可行性，建立電壓等級為380V(線電壓）的分布式電 源互聯(lián)接入主動配電網(wǎng)系統(tǒng)如圖7所示，兩臺分布式電源并聯(lián)通過開關(guān)S與主動配電網(wǎng)相 連，其中一臺為分布式光伏電源（PV)，另外一臺為其他類型分布式電源（DG)。在圖6中，Zi 為PV所連線路的等效阻抗，Z1= R 1+jX2= 0. 1+jO. 314 ( Ω )，Z 2為DG所連線路的等效阻抗， Z2=R2+jX2=0. 1+jO. 314(Ω) ;P1+jQAPV輸出功率，P2+jQ2*DG輸出功率；本地負(fù)荷有功 功率為35kW，無功功率為13kvar，假設(shè)在系統(tǒng)仿真時間內(nèi)環(huán)境未變化，PV在最大功率跟蹤 下的有功功率為20kW，初始條件下，PV輸出功率為20+j6. 2KVA，DG輸出功率為10+j2. 9KVA， 為滿足本地負(fù)荷需求，主動配電網(wǎng)的輸出功率為5+j3. 9KVA，在t = 0. 2s時開關(guān)S斷開，在 上述工況下進(jìn)行仿真實(shí)驗。
[0102] 圖8為各電源輸出有功功率仿真圖。圖8中，P1為PV輸出有功功率，，P2為DG 輸出有功功率，Pg為大電網(wǎng)向負(fù)荷輸送的有功功率?？梢钥闯觯趖 = 0.2s時開關(guān)S斷開 后，Pg從5kW變?yōu)镺kW，PV輸出有功功率P1經(jīng)過短暫波動后重新恢復(fù)到20kW，而此時為滿 足負(fù)荷有功功率的需求，P2由原來的10kW增加到15kW。
[0103] 圖9為各電源輸出無功功率仿真圖。圖9中，Q1為PV輸出無功功率，Q2為DG輸 出無功功率，Qg為大電網(wǎng)向負(fù)荷輸送的無功功率?？梢钥闯?，在t = 0. 2s時開關(guān)S斷開后， Qg從3. 9kvar變?yōu)镺kvar，PV輸出無功功率Q1從6. 2kvar增加到8. 7kvar，而此時為滿足 負(fù)荷無功功率的需求，Q2由原來的2. 9kvar增加到4. 3kW。
[0104] 圖10為系統(tǒng)頻率f仿真圖。圖10中，Π 為PV的頻率，f2為DG的頻率。可以看 出，開關(guān)S未斷開之前，系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定在50Hz，在t = 0. 2s時開關(guān)S斷開后，Π和f2經(jīng) 過短暫的波動可以重新穩(wěn)定在50Hz，實(shí)現(xiàn)頻率無差調(diào)節(jié)，并且在此波動過程中Π和f2的波 動大小始終在±0. 2Hz范圍內(nèi)。
[0105] 圖11為PV和DG并網(wǎng)點(diǎn)電壓幅值仿真圖?？梢钥闯?，在t = 0.2s時開關(guān)S斷開 后，并網(wǎng)點(diǎn)電壓先下降增加，經(jīng)過短暫波動后能夠重新穩(wěn)定在額定值，并且在此波動過程中 電壓幅值的波動大小始終在穩(wěn)定范圍內(nèi)。
[0106] 由仿真結(jié)果可知，應(yīng)用本發(fā)明所提的方法，在保證分布式光伏最大功率輸出的情 況下，合理分配有功和無功功率，可以有效提高系統(tǒng)的頻率和電壓質(zhì)量。
[0107] 綜上所述，上述方法既能保證分布式光伏最大功率輸出，同時考慮線路阻抗的影 響，當(dāng)負(fù)荷或環(huán)境變化時，又能通過在光伏逆變器間精確分配有功和無功功率，達(dá)到提高分 布式光伏的供電可靠性目的；同時簡捷易于實(shí)現(xiàn)，對主動配電網(wǎng)運(yùn)行工況適應(yīng)性強(qiáng)，便于實(shí) 際工程應(yīng)用。
[0108] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 計及光伏最大功率跟蹤的主動配電網(wǎng)電壓頻率調(diào)整方法，其特征在于：包括以下步 驟， 步驟一，根據(jù)分布式光伏最大功率跟蹤算法得到光伏電池在最大功率運(yùn)行模式下的參 考電壓乂_; 步驟二，根據(jù)測量單元得到的光伏電池輸出直流電壓vd。； 步驟三，將乂_和Vd。進(jìn)行比較，判斷直流電壓是否穩(wěn)定，經(jīng)Vd。直流電壓調(diào)頻得到頻率 調(diào)節(jié)量Δω; 步驟四，根據(jù)測量單元得到光伏逆變器交流側(cè)輸出電壓uab。和輸出電流iab。，計算出光 伏逆變器的輸出有功功率的平均值P和無功功率的平均值Q; 步驟五，將P和Q分別與光伏逆變器的額定有功功率Pn和額定無功功率Qn比較，計算 自適應(yīng)下垂控制的下垂系數(shù)； 步驟六，根據(jù)下垂系數(shù)，經(jīng)考慮線路阻抗因素的自適應(yīng)下垂控制后，得到光伏逆變器交 流側(cè)輸出的參考電壓幅值If和參考角頻率; 步驟七，將△ω與ω'相加，得到頻率調(diào)節(jié)后的參考角頻率ω% 步驟八，根據(jù)If和ω%計算光伏逆變器PffM驅(qū)動電路的輸入信號U"f。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計及光伏最大功率跟蹤的主動配電網(wǎng)電壓頻率調(diào)整方法，其 特征在于：Vd。直流電壓調(diào)頻的過程為，通過一個具有防止積分飽和現(xiàn)象PID控制器，比較 確定頻率調(diào)節(jié)量Δω的大小； 若Vd>VmPP時，VJ1定，Vdc直流電壓調(diào)頻環(huán)節(jié)輸出的Δω= 〇 ;當(dāng)Vdc<V""時，Vdc 不穩(wěn)定，負(fù)荷的突增會引起Vd。下降，Vd。的下降降低了光伏逆變器的輸出功率，進(jìn)一步降低 V&，Vd。直流電壓調(diào)頻環(huán)節(jié)輸出的Δω為負(fù)值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計及光伏最大功率跟蹤的主動配電網(wǎng)電壓頻率調(diào)整方法，其 特征在于：計算自適應(yīng)下垂控制的下垂系數(shù)公式為，其中， m為有功一角頻率下垂系數(shù)；η為無功一電壓下垂系數(shù)； 1?初始額定有功一角頻率下垂系數(shù)； 叫初始額定無功一電壓下垂系數(shù)；α為正數(shù)，為有功一角頻率下垂系數(shù)步長因子； β為正數(shù)，為無功一電壓下垂系數(shù)步長因子。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計及光伏最大功率跟蹤的主動配電網(wǎng)電壓頻率調(diào)整方法，其 特征在于：考慮線路阻抗因素的自適應(yīng)下垂控制的過程為， Α1)傳統(tǒng)的下垂控制策略模擬高壓大電網(wǎng)同步發(fā)電機(jī)接口特性，采用大電網(wǎng)的高壓輸 電線來分析，忽略線路電阻； 表示為，其中， U為光伏逆變器出口處電壓有效值； S為光伏逆變器出口處電壓相角； E為并網(wǎng)點(diǎn)處電壓有效值，設(shè)并網(wǎng)點(diǎn)處電壓相角為0 ; AU為光伏逆變器出口處電壓有效值與并網(wǎng)點(diǎn)處電壓有效值的差值； R+jX為光伏逆變器所連線路綜合阻抗； A2)根據(jù)線路潮流公式，簡化光伏逆變器出口潮流與線路阻抗的關(guān)系； 簡化后的公式為，A3)比較步驟A1和步驟A2可知，考慮線路阻抗因素的自適應(yīng)下垂控制表示為，其中，為線路阻感比； ，. ωη為叫頻率額定值； 仏為電壓額定值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種計及光伏最大功率跟蹤的主動配電網(wǎng)電壓頻率調(diào)整方法，包括以下步驟，得到光伏電池在最大功率運(yùn)行模式下的參考電壓Vmpp；得到的光伏電池輸出直流電壓Vdc；經(jīng)Vdc直流電壓調(diào)頻得到頻率調(diào)節(jié)量Δω；計算出光伏逆變器的輸出有功功率的平均值P和無功功率的平均值Q；計算自適應(yīng)下垂控制的下垂系數(shù)；經(jīng)考慮線路阻抗因素的自適應(yīng)下垂控制后，得到光伏逆變器交流側(cè)輸出的參考電壓幅值U*和參考角頻率ω′；得到頻率調(diào)節(jié)后的參考角頻率ω*；計算光伏逆變器PWM驅(qū)動電路的輸入信號Uref。本發(fā)明既能保證分布式光伏最大功率輸出，同時考慮線路阻抗的影響，當(dāng)負(fù)荷或環(huán)境變化時，又能通過在光伏逆變器間精確分配有功和無功功率，達(dá)到提高分布式光伏的供電可靠性目的。
【IPC分類】H02J3/16, H02J3/38
【公開號】CN105262096
【申請?zhí)枴緾N201510478386
【發(fā)明人】朱衛(wèi)平, 袁曉冬, 孫健, 王玉龍, 李鵬, 于航, 付強(qiáng), 陳兵, 李強(qiáng), 史明明, 戴強(qiáng)晟, 賈萌萌, 柳丹, 呂振華, 羅珊珊, 周建華
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 華北電力大學(xué)（保定）
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年8月6日