[发明专利]一种分布式光伏电能补偿装置及方法

说明书

本发明提供一种分布式光伏电能补偿装置及方法，所述装置通过多个数据量测模块获取分布式光伏的输出电压幅值和谐波功率，负荷侧用能数据和供电侧出力数据，通过电能补偿模块根据获取的数据进行分析处理，生成电能补偿执行指令、电压控制指令和用能控制指令，以控制分布式光储的输出。所述装置和方法通过分别在分布式光伏处，负荷侧和供电侧安装数据量测模块采集数据，建立分布式光伏量测能力，实现了具有动态宽频特征的分布式光伏电能量的精准测量；而且通过设置的电压稳定算法和用能规划算法，基于数据量测模块传输的数据生成电压控制指令和用能控制指令对分布式光伏进行控制，提升了分布式光伏的电能质量。

技术领域

本发明涉及电能计量技术领域，并且更具体地，涉及一种分布式光伏电能补偿装置及方法。

背景技术

以分布式光伏为主的可再生新能源的大规模并网将给电力系统带来巨大的挑战，也影响了电能计量。电能计量的影响主要包括以下两点：

1.宽频动态电流的量测能力。分布式光伏电能除工频基波外还包含直流分量、谐波分量，这将影响计量系统。分布式光伏输出电能量大小受气候影响将频繁波动，电流反复波动产生的磁场变化将引起互感器/传感器铁芯磁疲劳，或磁性能损伤。

2.分布式光伏电能质量补偿。大量小、散企业在屋顶加装光伏。为保证利润最大化，小散企业采用的逆变器价格低、质量差，逆变器输出电能质量低。且因为光伏属于动态谐波源，电力公司按规程检查，不一定能及时发现，光伏输出电能质量未能有效控制。

综上所述，大量分布式光伏并网后需提升互感器/传感器性能，实现宽频动态电能的计量，分布式光伏输出的电能质量低，需研究电能质量的补偿技术。

因此，亟需一种技术，既能提供分布式光伏量测能力，实现具有动态宽频光伏电能量的精准量测，又能根据分布式光伏的动态特征进行用能规划和能源补偿技术的研究，提升分布式光伏的电能质量。

发明内容

为了解决现有技术中大量分布式光伏并网后宽频动态电能计量效果差，分布式光伏输出的电能质量低的问题，本发明提供一种分布式光伏电能补偿装置及方法。

根据本发明的一方面，本发明提供一种分布式光伏电能补偿装置，所述装置包括：

多个数据量测模块，用于分别获取分布式光伏的输出电压幅值和谐波功率，负荷侧用能数据和供电侧出力数据；

电能补偿模块，用于根据所述用能数据和设置的安全约束条件，生成电能补偿指令，其中，当所述用能数据满足安全约束条件时，电能补偿指令为执行电能补偿，当所述用数据不满足安全约束条件时，所述电能补偿指令为结束电能补偿；当电能补偿指令为执行电能补偿时，根据设置的电压稳定算法，基于分布式光伏的输出电压幅值的变化输出电压控制指令；和/或根据设置的用能规划算法，基于供电侧出力数据，负荷侧用能数据，分布式光伏的输出电压幅值和谐波功率，确定负荷侧电费最优用能方案，在所述电费最优用能方案确定的电费值不大于设置的电费阈值时，按照所述电费最优用能方案输出用能控制指令；以及根据所述电压控制指令和用能控制指令生成控制信号传输至分布式光伏。

可选地，所述装置还包括通信模块，用于在数据量测模块和电能补偿模块之间进行数据传输。

可选地，所述数据量测模块包括：

数据采集单元，用于按照设置的采样率完成模拟量电压/电流波形的采样，生成分布式光伏采样信号，负荷侧采样信号和供电侧采样信号；

信号处理单元，用于基于快速傅里叶变换FFT算法，对分布式光伏采样信号进行分布式光伏电能的频谱分析，以及根据负荷侧采样信号计算负荷侧用能数据，根据供电侧采们信号计算供电侧出力数据；

信号输出单元，用于按照设置的频率输出分布式光伏的输出电压幅值和谐波功率，负荷侧用能数据和供电侧出力数据。

可选地，所述电能补偿模块包括：