[发明专利]在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法

权利要求书

1.一种在线光伏发电系统的电网治理装置的配置方法，所述的在线光伏发电系统由测控装置和M台光伏逆变器组成，其中M为整数，M≥1；所述的M台光伏逆变器安装在台区内三相线路的光伏发电单元中；光伏逆变器与测控系统实现数据通讯；测控系统位于配电网变压器低压侧的输出端，读取台区内三相线路的光伏逆变器的数据，其特征在于，所述的配置方法步骤如下：

步骤一，现场记录台区下的光伏发电安装容量、负荷功率以及对应的光伏逆变器设备地址码、所在相序及相对台区变压器的排列顺序关系；

步骤二，分析电网供电方式的特点；

步骤三，计算电网向负荷供电时电压超标对应的负荷用电功率；

步骤四，计算光伏发电向电网馈电时电压超标对应的光伏发电功率；

步骤五，计算最佳的电网电压等级和电网治理装置最大配置容量；

步骤六，确定电网治理装置的安装数量及位置；

所述的步骤六中，在同一相线路中，找出发生在同一线段中电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电下压降均大的几段线路，这几段线路为重点电网治理的线路，以此确定安装电网治理装置数量Un和位置；通过当前计算的引起全年电压超标的最大功率P_max和电量E_max，分别与安装电网治理装置数量Un进行除法运算，得到单台电网治理装置配置的功率P_d及容量E_d；

确定电网治理装置的安装数量Un及位置的方法如下：

(1)分析在两种供电模式下线损最大的线段；

由于线路阻抗及线路电流产生的线损电压降为：

△U＝I×r

其中，r为该线路阻抗，为定值，I为该线路电流，△U为某段线路的线损电压降，△U越大负荷功率越大，反之负荷功率越小；

通过对电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电的线路损耗分析，确定最大线损的区间，尤其是当线损增大发生在两种供电方式下的同一区间时，该区间为安装电网治理装置的地点；

在电网向负荷供电条件下，分析由第S、S_5％、S_10％台光伏逆变器到第M台光伏逆变器之间每一段线路的负荷用电功率大小，其中，S、S_5％、S_10％为M台光伏逆变器中的一台；由电网线路的始端到末端，依次将第一台光伏逆变器采集的电压U₁与第二台光伏逆变器采集的电压U₂做差值计算，得到差值△U_{1_2}，将第二台光伏逆变器采集的电压U₂与第三台光伏逆变器采集的电压U₃做差值计算，得到差值△U_{2_3}，如此类推，第M-2台光伏逆变器采集的电压U_{m_2}值与第M-1台光伏逆变器采集的电压U_{m_1}做差值计算得到△U_{(m_2)_(m_1)}，第M-1台光伏逆变器采集的电压U_{m_1}与第M台光伏逆变器采集的电压U_m做差值计算，得到差值△U_{(m_1)_m}，即：

△U_{1_2}＝U₁-U₂、△U_{2_3}＝U₂-U₃、…、△U_{(m_1)_m}＝U_{m_1}-U_m

同理，在光伏发电向电网馈电的条件下，分析由第S、S_5％、S_10％台光伏逆变器到第M台光伏逆变器之间每一段线路的光伏发电功率大小，其中S、S_5％、S_10％为M台光伏逆变器中的一台；由电网线路的始端到末端，依次将第二台光伏逆变器采集的电压U₂与第一台光伏逆变器采集的电压U₁做差值计算，得到△U_{2_1}，第三台光伏逆变器采集的电压U₃与第二台光伏逆变器采集的电压U₂做差值计算，得到△U_{3_2}，如此类推，第M-1台光伏逆变器的电压值U_{m_1}与第M-2台光伏逆变器采集的电压U_{m_2}做差值计算，得到△U_{(m_1)_(m_2)}，最末端第M台光伏逆变器的电压值U_m与第M-1台光伏逆变器采集的电压U_{m_1}做差值计算得到△U_{m_(m_1)}，即：

△U_{2_1}＝U₂-U₁、△U_{3_2}＝U₃-U₂、…、△U_{m_(m_1)}＝U_m-U_{m_1}

计算电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电两种情况下，同一段线路的线损电压降差值的绝对值，即：

|△U_{1_2}-△U_{2_1}|、|△U_{2_3}-△U_{3_2}|、…、|△U_{(m_1)_m}-△U_{m_(m_1)}|

差值绝对值的大小反映该段线路负荷用电功率与光伏单元输出功率匹配度的好与坏，差值绝对值越小，则说明匹配度越好，安装电网治理装置更有利于减少线损；

△U_min＝Min(|△U_{1_2}-△U_{2_1}|,|△U_{2_3}-△U_{3_2}|,…,|△U_{(m_1)_m}-△U_{m_(m_1)}|)

计算电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电两种情况下，在同一段线路区间的线损电压降值的平均值：

将在同一段线路区间的线损电压降值的平均值和其差值的绝对值进行除法计算，即：

得到在同一段线路中，电网向负荷供电和光伏发电向电网馈电两种情况下电压差值小，而且线损电压降平均值大的一段线路，即在同一段线路区间上，线损电压降平均值与其差值绝对值的比值越大，则说明在该段线路区间安装电网治理装置可实现对两种供电方式下线损的有效治理；

(2)确定需要安装电网治理装置的线路区间及数量；

将同一段线路区间的线损电压降平均值与其差值绝对值的商，分别与线损大小界定值δ进行比较，当大于线损大小界定值δ时，则为需要安装电网治理装置的线段，电网治理装置安装在所选中线段的末端位置；

(3)确定单台电网治理装置的功率及容量；

依据全年引起电压超标时的最大功率P_max与安装电网治理装置的数量Un进行除法计算，得到单台电网治理装置的输入输出功率P_d：

依据该线路的电网治理装置最大配置容量E_max与安装电网治理装置的数量Un进行除法计算，得到单台电网治理装置的容量E_d：