一种光伏电站逆变器有功功率协调优化控制方法

本发明涉及光伏电站有功功率控制领域，具体涉及一种光伏电站逆变器有功功率协调优化控制方法。

背景技术：

1、近年来，国内光伏发电产业得到了迅猛发展，成为全球最大的光伏发电市场之一，光伏组件产能不断扩大。截至2021年底，光伏组件年产能已超过250gw，占全球总产能的70％以上。由于光伏发电单元的广泛接入，光伏并网对配电网电压和有功网损的影响越来越大，给配电网的规划调度增加困难，并最终导致电网稳定性下降。为保护电网整体稳定运行，经常需要对光伏发电场站进行限功率或升功率等操作，为减少暂态过程对电网运行的影响，因此功率调节时对调节速度、调节精度、调节容量等都有具体要求。目前的功率调节计划往往只会计算到场站内的各个区域的功率目标值并将其平均下发至区域内各逆变器，很少将调节计划精确到单独的逆变器，但是各个片区内不同逆变器也会因为个体差异发电能力有所区别，将各个片区的功率目标值简单进行平均之后下发给各个逆变器可能会导致个别逆变器过载等情况，从而影响逆变器寿命等，甚至影响电网整体的安全稳定运行。

技术实现思路

1、本发明提出了一种光伏电站逆变器有功功率协调优化控制方法，对各个光伏逆变器的紧急态控制、一次调频、agc等场景下的调节能力进行评估，并在此基础上进行功率计划优化分配，主要解决目前光伏逆变器按照控制指令进行调节时可能导致的逆变器调节精度或调节速度不能满足运行要求等问题。

2、一种光伏电站逆变器有功功率协调优化控制方法，基于由站控控制装置、光纤环网、环网交换机及逆变器组成的控制系统，该方法由以下步骤实现：

3、步骤一，利用各逆变器之间的光衰di判断实时通信链路状态，当光衰越下限dmin时认为光源功率过高，可能会导致误码率过高、设备损坏一系列后果；当光衰di越上限dmax时认为节点之间的光衰过大，通信质量下降；当出现上述两种情况时，则认为该逆变器通信中断，应将该逆变器移出可控逆变器范围。

4、步骤二，对各逆变器的最大可调节容量进行预测。根据场站中每台逆变器的地理位置划分成若干分区，并在各个分区中选取样本逆变器，样本逆变器不参与功率调节，将样本逆变器的当前功率psample作为该分区逆变器的最大发电功率的估计值基值，并利用基于隶属度函数的修正系数kpi对最大发电功率估计值基值进行修正从而得到各逆变器的最大发电功率预测值当需要进行功率上调时，各逆变器最大可调节容量其中pci为该逆变器当前功率，需要进行功率下调时，各逆变器最大可调节容量其中psi为最小可调节阈值。

5、步骤三，对各逆变器的调节速度性能进行预测。首先对各逆变器进行性能测试得到逆变器本地调节响应时间tpi、单步调节所需时间tset_i，其中逆变器本地调节响应时间tpi定义为阶跃实验中从阶跃量加入开始到被控量变化至10％阶跃量所需时间，单步调节所需时间为mppt(maximum power point tracking最大功率点跟踪控制)算法中每次改变电压或电流的时间间隔；当需要进行功率调节时，调节响应时间直接采用性能测试中的逆变器本地响应时间tpi，调节到位时间应结合各光伏逆变器的调节步长定值δset_i及单步调节所需时间tset_i计算将调节响应时间tpi与调节到位时间tsi相加从而得到各逆变器的调节所需时间ti＝tpi+tsi，从而根据调节所需时间对各逆变器的调节速度进行评估。

6、步骤四，结合调节误差的历史数据对各逆变器的调节精度性能进行评价。统计各逆变器历次功率调节过程中调节误差ei＝|pdi-pi'|/pni的历史数据，pdi为目标功率，pi'为进入调节死区后逆变器的有功功率，pni为逆变器的额定功率。构建调节误差与当前发电功率pi、环境温度ti相关的预先计算表，在需要进行功率调节时直接采用查表法选取对应的ei对调节精度进行评估。

7、步骤五，构建各逆变器最大可调节容量调节所需时间ti、调节误差ei作为输入参数的调节性能函数，得到逆变器综合调节性能qi，并将其统一上送至各级控制系统。

8、步骤六，当需要进行功率调节时，由控制系统根据各逆变器的综合调节性能从高到低进行排序，并以此顺序作为功率调节优先级顺序，从而满足紧急态控制、一次调频、agc(automaticgeneration control，自动发电控制)调节等不同场景需求，当只需要进行agc调节时，为保证需要进行紧急态控制及一次调频时仍有可调节容量，应对调节性能设置阈值，低于该阈值的逆变器由agc系统按综合调节性能从高到低的原则下发目标功率值进行调节。

9、本发明还提供了一种计算机存储介质和一种电子设备，其中，计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述方法的步骤。电子设备包括存储器、以及一个或多个处理器，所述存储器用于存储一个或多个程序；所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的方法。

10、本发明的有益效果：本发明通过对光伏逆变器的可调节容量、调节到位时间、调节精度进行评价，并通过调节性能的大小对各个应用场景下不同逆变器的优先级进行排序，从而满足紧急态控制、一次调频、agc等不同场景需求，有效避免因进行agc调节后紧急态控制因无调节性能满足时间需求的逆变器导致的逆变器调节精度或调节速度不能满足运行要求的情况。

1.一种光伏电站逆变器有功功率协调优化控制方法，其特征在于：基于由站控控制装置、光纤环网、环网交换机及逆变器组成的控制系统，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的光伏电站逆变器有功功率协调优化控制方法，其特征在于：步骤一中，该系统的设备均采用支持snmp的网络设备，并在控制系统上配置snmp代理和snmp管理系统，从而通过snmp的特定的oid来实现对各逆变器的光衰监测；利用各逆变器光衰di判断实时通信链路状态，对各个逆变器的光衰进行统计，对光纤环网的通讯链路状态进行评估，各逆变器的光衰di在默认通信链路条件下应始终满足如下标准：

3.根据权利要求1所述的光伏电站逆变器有功功率协调优化控制方法，其特征在于：步骤二中，各逆变器的最大发电功率预测值计算公式如下：

4.根据权利要求1所述的光伏电站逆变器有功功率协调优化控制方法，其特征在于：步骤四中，需通过调节误差的历史数据对调节精度进行评价，调节误差的定义如下：

5.根据权利要求1所述的光伏电站逆变器有功功率协调优化控制方法，其特征在于：步骤五中，需对稳控系统紧急态控制、一次调频、agc多种场景构建综合调节性能函数qi，将调节速度、可调节容量、调节精度作为综合调节性能函数qi的评价标准，则qi最终表达式写作:

6.根据权利要求1所述的光伏电站逆变器有功功率协调优化控制方法，其特征在于：步骤六中将所有逆变器优先级应根据综合调节性能从高到低依次排序，直至选定的逆变器组合的可调节功率满足需要此次调节的功率需求；当只需要进行agc调节时，为保证暂态和动态调节时仍有可调节容量，应设置逆变器性能函数阈值，阈值的设置应保证当进行功率下调时整站剩余可下调容量不低于整站额定功率pn_set的α％，进行功率上调时整站剩余可上调容量不低于整站额定功率pn_set的β％，α和β均可通过定值整定，当预留容量不足以满足agc调节容量需求时应对预留逆变器部分开放出来进行调节。

7.一种计算机存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一所述方法的步骤。

8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、以及一个或多个处理器，所述存储器用于存储一个或多个程序；所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至6任一所述的方法。