[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

说明书

本发明提出了一种基于单相光伏逆变器的配电网电压质量提升方法，将分布在配电网内的多个单相光伏逆变器进行综合应用，应用单相光伏逆变器构成多个分布式三角形补偿组和多个分布式星形补偿组。各分布式三角形补偿组进行三相电压不平衡的就地补偿，多个分布式星形补偿组协同配合进行配电网电压偏差补偿，且单相光伏逆变器通过局部通信网络交换无功容量利用率信息，采用分布式一致性算法计算无功功率参考值，在对电压偏差补偿的同时实现无功容量利用率相同意义上的公平性。

技术领域

本发明属于配电网电压质量技术领域，尤其涉及一种基于单相光伏逆变器的配电网电压质量提升方法。

背景技术

当今电力系统包含各类不平衡因素，正常性的不平衡问题是由电网中存在着诸如冶炼系统中的电弧炉和电气化轨道中的牵引负载等三相不对称所引起，正常性不平衡状态可以较长时间存在或持续存在。配电网络中三相不平衡将导致相线上损耗增加，对用电设备和对配电台区变压器的正常运行造成危害，引起变压器局部金属部件温度升高和出力减少，引起感应电动机有功出力减小并降低电动机使用寿命。此外，配电网供电电压偏差也是衡量配电网供电质量的重要指标，配电网线路长且线径细，负载较重时极易造成供电电压偏低，影响用户设备的正常使用。治理配电网三相不平衡和供电电压偏差问题已迫在眉睫并引起了高度重视。

大量分布式电源接入是未来配电网的趋势，已有研究利用分布式电源进行配电网电压调节、功率控制和三相不平衡补偿，但目前基于分布式电源的配电网三相不平衡和电压偏差的综合治理研究尚不多见。另一方面，目前利用分布式电源的控制系统多为集中控制方式，存在集中控制器单点故障导致系统崩溃，集中控制器通信和计算压力大，系统可扩展性差不高而无法满足分布式电源即插即用的要求。分布式控制系统取消了集中控制器，系统可扩展性和控制鲁棒性高，已在多个工程领域得到了广泛的应用。

本发明的基于单相光伏逆变器的配电网电压质量提升方法，将分布在配电网内的多个单相光伏逆变器进行综合应用，应用单相光伏逆变器构成多个分布式三角形补偿组和多个分布式星形补偿组。各分布式三角形补偿组进行三相电压不平衡的就地补偿，多个分布式星形补偿组协同配合进行配电网电压偏差补偿，且单相光伏逆变器通过局部通信网络交换无功容量利用率信息，采用分布式一致性算法计算无功功率参考值，在对电压偏差补偿的同时实现无功容量利用率相同意义上的公平性。

本发明的基于单相光伏逆变器的配电网电压质量提升方法，充分利用单相光伏逆变器的可用无功容量对配电网三相不平衡和电压偏差进行综合治理，且系统采用了分布式控制模式，提高了控制系统的可扩展性和鲁棒性高，对于提高配电网供电电压质量，发挥分布式电源的作用等具有重要实际应用价值。

发明内容

本发明的目的在于利用分布在配电网内的多个单相光伏逆变器的无功容量，协同配合进行配电网三相不平衡和供电电压偏差的治理。该方法有效利用了光伏逆变器的调节控制功能，以分布式模式实现配电网供电电压治理的综合治理，控制系统有可扩展性和鲁棒性高的特点。

本发明的技术方案为一种基于单相光伏逆变器的配电网电压质量提升方法，具体为：

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；

作为优选，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；

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；

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；

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；