[发明专利]一种基于单相光伏逆变器的配电网电压质量提升方法

权利要求书

1.一种基于单相光伏逆变器的配电网电压质量提升方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将配电网内分布的单相光伏逆变器构成多个分布式三角形补偿组和分布式星形补偿组；

步骤2：根据分布式三角形补偿组的控制策略结合分布式三角形补偿组对配电网的不平衡进行补偿，减小三相负序电压；

步骤3：对于三相不平衡改善的配电网网络，根据分布式星形补偿组的控制策略进一步通过分布式星形补偿组，在允许范围内对各相电压进行独立调节，实现配电网电压的改善；

步骤2中所述分布式三角形补偿组的控制策略为：

步骤2.1：计算第k个控制时刻的三相电压不平衡度；

该三角形补偿组采集接入点相对地电压，并按如下方法计算三相电压不平衡度：

式中，V_AVG(k)是k时刻该三角形补偿组采集接入点相间电压有效值的平均值，计算方法为：

式中，V_AB(k)、V_BC(k)和V_AB(k)分别为该三角形补偿组接入点A相与B相、B相与C相和C相与A相电压的有效值；ΔV_AB(k)＝V_AB(k)-V_AVG(k)|、ΔV_BC(k)＝|V_BC(k)-V_AVG(k)|和ΔV_CA(k)＝V_CA(k)-V_AVG(k)为接入点A相与B相、B相与C相和C相与A相电压有效值相对有效值平均值的偏差；

步骤2.2：确定k时刻该三角形补偿组各PV逆变器可用无功容量的最大值；

计算方法为：

式中，P_AB(k)、P_BC(k)和P_CA(k)分别为接入A相与B相之间、B相与C相之间和C相与A相之间的PV逆变器k时刻输出的有功功率，通常由光伏逆变器根据最大功率点追踪技术确定；S_AB、S_BC和S_CA分别为接入A相与B相之间、B相与C相之间和C相与A相之间的PV逆变器的额定容量；Q^max_AB(k)、Q^max_BC(k)和Q^max_CA(k)分别为接入A相与B相之间、B相与C相之间和C相与A相之间的PV逆变器k时刻可用无功容量的最大值；

步骤2.3：确定k时刻该三角形补偿组各PV逆变器的无功功率补偿度；

k时刻PV逆变器无功功率补偿度计算方法为：

式中，和分别为接入A相与B相之间、B相与C相之间和C相与A相之间的PV逆变器k时刻的无功功率补偿度；和分别为接入A相与B相之间、B相与C相之间和C相与A相之间的PV逆变器k-1时刻的无功功率补偿度；β_AB、β_BC和β_CA分别为接入A相与B相之间、B相与C相之间和C相与A相之间的PV逆变器无功调节常数；

步骤2.4：计算k时刻该三角形补偿组各PV逆变器输出的无功功率参考值；

式中，Q^ref_AB(k)、Q^ref_BC(k)和Q^ref_CA(k)分别为接入A相与B相之间、B相与C相之间和C相与A相之间的PV逆变器k时刻输出无功功率参考值；该三角形补偿组各PV逆变器将根据各自无功功率参考值输出相应的无功功率，对接入点电压三相不平衡进行就地补偿。

2.根据权利要求1所述的基于单相光伏逆变器的配电网电压质量提升方法，其特征在于，

步骤3中所述分布式星形补偿组的控制策略为：

步骤3.1：判断是否启动补偿；

所述判断是否启动补偿的判断条件为：

V_AN,i(k)V_min or V_AN,i(k)V_max

其中V_AN,i(k)是第i个星形补偿组接入点A相与N相之间k时刻的电压有效值，i＝1,2,…,m；V_min和V_max分别为配电网节点电压有效值的下限和上限，相应标准给出；当满足启动补偿的判断条件时进行下一步，否则保持当前状态不动作；

步骤3.2：计算PV逆变器可用无功容量；

所述计算PV逆变器可用无功容量的计算方法为：

式中Q^max_AN,i(k)为第i个星形补偿组接入A相与N相之间的PV逆变器k时刻可用无功容量；P_AN,i(k)为第i个星形补偿组接入A相与N相之间的PV逆变器k时刻输出的有功功率，通常由光伏逆变器根据最大功率点追踪技术确定；S_AN,i为第i个星形补偿组接入A相与N相之间的PV逆变器的额定容量；

步骤3.3：计算各PN逆变器的无功功率补偿度；

所述计算各PN逆变器的无功功率补偿度的计算方法为：

式中为第i个星形补偿组接入A相与N相之间的PV逆变器k时刻的无功功率补偿度；为第l个星形补偿组接入A相与N相之间的PV逆变器k-1时刻的无功功率补偿度；β_AN,i为第i个星形补偿组接入A相与N相之间的PV逆变器无功调节常数；ω_i,l为第i个星形补偿组接入A相与N相之间的PV逆变器为设定的权重系数，计算方法为：

式中，d_i,l为第i个和第l个星形补偿组接入A相与N相之间的PV逆变器之间是否具有通信链路的标识，如有通信链路，则d_i,l＝1，否则d_i,l＝0；d_i,p为第i个和第p个星形补偿组接入A相与N相之间的PV逆变器之间是否具有通信链路的标识，如有通信链路，则d_i,p＝1，否则d_i,p＝0；此外，d_i,i＝1；

步骤3.4：计算星形补偿组各PV逆变器输出的无功功率参考值；

所述计算星形补偿组各PV逆变器输出的无功功率参考值的计算方法为：

式中，为第i个星形补偿组接入A相与N相之间的PV逆变器k时刻的输出无功功率参考值；所有星形补偿组接入A相与N相之间的PV逆变器将根据各自无功功率参考值输出相应的无功功率，对配电网电压进行协同补偿，将沿线电压调节到允许范围内。