一种分布式光伏集群控制的功率分配方法

技术领域

本发明涉及分布式光伏集群控制技术领域，尤其涉及一种分布式光伏集群控制的功率分配方法。

背景技术

分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式。近年来，随着新能源产业地迅速发展，光伏电站被广泛地应用于现实生活中，特别是在农村等地区，能够实现发电上电网，为农户提供了经济收入，也为社会提供了清洁能源。

分布式光伏输出功率相对较小。一般而言，一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦以内，一般都工作在MPPT(最大功率点)工况，不接受电网调度控制。随着分布式光伏爆发式增长，其无序发展引发电网系统运行特性变差、电网调节能力不足、反向潮流过载、电能质量下降等问题，光伏逆变器的功率调节功能也没有得到充分利用。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种分布式光伏集群控制的功率分配方法，构建一种分布式光伏集群控制的功率分配方法，将分布式光伏进行集群控制，响应电网预测调节需求，提升电网系统运行调节能力，并在调节时减少系统中光伏逆变器调节量。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种分布式光伏集群控制的功率分配方法，包括：

将电网中位置相邻的分布式光伏发电等效为一台发电机组，进行集群控制；

光伏发电集群控制系统接收电网调度下达的单位时间发电功率控制指令；

光伏发电集群控制系统接收分布式光伏发电功率预测系统的单位时间后发电功率预测结果；

光伏发电集群控制系统将电网调度下达的单位时间后发电功率控制指令与相同时间尺度的光伏发电集群总发电功率预测值相比较。

作为本发明所述的一种分布式光伏集群控制的功率分配方法的一种优选方案，其中：所述位置相邻的分布式光伏发电等效为一台发电机组包括，

A＝A

其中，A为等效发电机组的放电功率，A

作为本发明所述的一种分布式光伏集群控制的功率分配方法的一种优选方案，其中：所述下达的单位时间发电功率控制指令包括，等效机组所在配电网架构中的联络线有功稳定裕度要求，等效机组所在配电网外送断面总体有功波动量要求，等效机组所在配电网上级调度单位下达的调节指令。

作为本发明所述的一种分布式光伏集群控制的功率分配方法的一种优选方案，其中：所述预测结果包括，各光伏逆变器相同单位时间后的调节空间和光伏发电集群总发电功率预测值；

当分布式光伏发电功率预测系统预测等效发电机组中所有分布式光伏逆变器发电功率值，光伏发电集群内有n个分布光伏逆变器，光伏逆变器单位时间后的发电功率值为P

作为本发明所述的一种分布式光伏集群控制的功率分配方法的一种优选方案，其中：所述光伏发电集群总发电功率预测值包括，

B＝B

其中，B为光伏发电集群总发电功率预测值，B

当分布式光伏发电功率系统与各分布式发电逆变器连接，具备云团跟踪功能，预测时间达到分钟级，分布式光伏发电功率预测系统的预测值单位时间尺度与电网调度下达发电功率控制指令的单位时间尺度一致。

作为本发明所述的一种分布式光伏集群控制的功率分配方法的一种优选方案，其中：所述电功率预测值相比较包括，若P1＞B，则判断无法执行，将信息反馈给电网调度，根据信息电网调度安排其它运行方式；

其中，P1为电网调度下达发电功率控制指令；

若P1＜B，执行调节策略。

作为本发明所述的一种分布式光伏集群控制的功率分配方法的一种优选方案，其中：所述执行调节策略包括，将光伏逆变器的调节空间[0，P

当P1＝P3时停止调节，剩余光伏逆变器发电功率不进行调节，当P1≠P3时，通过调节空间排序下一个的光伏逆变器进行调节，至P1＝P3，调节策略结束，下发单位时间后的发电功率指令到调节的光伏逆变器，在下一时间段内执行，其余分布式光伏逆变器按MPPT点执行。

作为本发明所述的一种分布式光伏集群控制的功率分配方法的一种优选方案，其中：所述调节策略还包括，当分布式光伏发电承担一次调频功能时，在分配负荷时需按电网调节要求预留功率裕度；

电网调度根据电网运行情况和调节需求制定分布式光伏的一次调频的上限限幅值百分比；

P’＝P-(P×ζ)

其中，P’为修正后的最大功率调节值，P为原最大负荷功率调节值，ζ为一次调频的上限限幅值百分比；

分布式光伏分配负荷时修正后的最大功率调节值为原最大负荷功率调节值减去一次调频上限限幅值，预留功率调节裕度为修正后的最大功率调节值和原最大负荷功率调节值之间的功率区间。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

本发明的有益效果：本发明方法通过将不具备调节能力的分布式光伏集群控制，提升了电网调节能力。根据电网调度下达的单位时间后发电功率控制指令P1与光伏发电集群总发电功率预测值P2相比较，判断不能满足调节后，及时反馈信息给电网调度，由调度继续安排其他运行方式，提高电网预测控制能力。分配中按调节空间大小进行依次调节，减少系统中光伏逆变器调节量，其余分布式光伏逆变器按MPPT点执行，调节过程简单高效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一个实施例提供的一种分布式光伏集群控制的功率分配方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种分布式光伏集群控制的功率分配方法，包括：

S1：将电网中位置相邻的分布式光伏发电等效为一台发电机组，进行集群控制；

更进一步的，所述位置相邻的分布式光伏发电等效为一台发电机组包括，

A＝A

其中，A为等效发电机组的放电功率，A

S2：光伏发电集群控制系统接收电网调度下达的单位时间发电功率控制指令；

更进一步的，所述下达的单位时间发电功率控制指令包括，等效机组所在配电网架构中的联络线有功稳定裕度要求，等效机组所在配电网外送断面总体有功波动量要求，等效机组所在配电网上级调度单位下达的调节指令。

S3：光伏发电集群控制系统接收分布式光伏发电功率预测系统的单位时间后发电功率预测结果；

更进一步的，各光伏逆变器相同单位时间后的调节空间和光伏发电集群总发电功率预测值；

应说明的是，当分布式光伏发电功率预测系统预测等效发电机组中所有分布式光伏逆变器发电功率值，光伏发电集群内有n个分布光伏逆变器，光伏逆变器单位时间后的发电功率值为P

应说明的是，所述光伏发电集群总发电功率预测值包括，

B＝B

其中，B为光伏发电集群总发电功率预测值，B

应说明的是，当分布式光伏发电功率系统与各分布式发电逆变器连接，具备云团跟踪功能，预测时间达到分钟级，分布式光伏发电功率预测系统的预测值单位时间尺度与电网调度下达发电功率控制指令的单位时间尺度一致。

S4：光伏发电集群控制系统将电网调度下达的单位时间后发电功率控制指令与相同时间尺度的光伏发电集群总发电功率预测值相比较。

更进一步的，所述电功率预测值相比较包括，若P1＞B，则判断无法执行，将信息反馈给电网调度，根据信息电网调度安排其它运行方式；

其中，P1为电网调度下达发电功率控制指令，B为光伏发电集群总发电功率预测值；

若P1＜B，执行调节策略。

更进一步的，所述执行调节策略包括，将光伏逆变器的调节空间[0，P

当P1＝P3时停止调节，剩余光伏逆变器发电功率不进行调节，当P1≠P3时，通过调节空间排序下一个的光伏逆变器进行调节，至P1＝P3，调节策略结束，下发单位时间后的发电功率指令到调节的光伏逆变器，在下一时间段内执行，其余分布式光伏逆变器按MPPT点执行。

应说明的是，所述调节策略还包括，当分布式光伏发电承担一次调频功能时，在分配负荷时需按电网调节要求预留功率裕度；

电网调度根据电网运行情况和调节需求制定分布式光伏的一次调频的上限限幅值百分比；

P’＝P-(P×ζ)

其中，P’为修正后的最大功率调节值，P为原最大负荷功率调节值，ζ为一次调频的上限限幅值百分比；

分布式光伏分配负荷时修正后的最大功率调节值为原最大负荷功率调节值减去一次调频上限限幅值，预留功率调节裕度为修正后的最大功率调节值和原最大负荷功率调节值之间的功率区间。

更进一步的，MPPT控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最大功率输出对蓄电池充电。应用于太阳能光伏系统中，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是光伏系统的大脑。

实施例2

参照图1，为本发明的一个实施例，提供了一种分布式光伏集群控制的功率分配方法，为了验证本发明的有益效果，通过实验进行科学论证。

如下仿真实验为我方发明在一个380V台区内有3个分布式光伏发电的场景下进行的仿真实验。

当一个380V台区有3个分布式光伏发电，容量均为2kW,目前发电功率均为1.8kW。

电网调度根据等效机组所在配电网架构中的联络线有功稳定裕度要求，下达的5min后发电功率控制指令P1为5.7kW。

分布式光伏发电功率预测系统显示3个分布式光伏5min后的发电功率调节空间分别为[0,1.95]kW,[0,1.92]kW，[0,1.88]kW，B为5.8kW。

P1

调节空间第二和第三的分布式光伏发电按预测值为1.92kW,1.88kW，调节空间最大的分布式光伏发电功率指令设置为1.9kW，P3＝5.7kW，满足P1＝P3。

下发5min后的发电功率指令到对应的光伏逆变器，其余分布式光伏逆变器按MPPT点执行。

应说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

实施例3

本发明第三个实施例，其不同于前两个实施例的是：

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)、便携式计算机盘盒(磁装置)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤装置以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。