微电网群虚拟变电站电压控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电压控制技术领域，特别是涉及一种微电网群虚拟变电站电压控制方法及系统。

背景技术

虚拟变电站是通过光纤通信网络将不同地区、不同变电站、不同保护测量控制连接在一起，形成一个监控网络，对各个开关机构进行监测和控制，虚拟变电站的实质为一个控制调度中心。在含有新能源的配电网中，逆变器DC/AC的作用是将光伏产生的电能经过直流、交流的变化，保持和电网的各电能指标一致，符合并网的条件下实现电能上网。目前，逆变器的种类多种多样，并且逆变器内部有各种保护模块，例如：逆变器的启动电压、最低工作电压、最大输入电压等一系列的参数，同时在逆变器内部，包含着各种保护和高电压耐受和低压穿越的功能并且在逆变器的IGBT模块中，可以通过调节有功功率与无功功率输出，来调节电压水平，避免并网开关的脱落。

然而，新能源发电系统的并网开关在电压不满足的情况下并网开关脱落，造成新能源发电系统的脱网运行，无法向配电网输送电能。新能源发电系统的脱网一方面造成光伏资源的消纳不足，另一方面给配电网的用户造成用电故障等问题。因此，防止发电系统的并网开关脱落，对于电能的调度和电压的调节具有极大的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种微电网群虚拟变电站电压控制方法及系统，能够提高新能源电能的消纳水平，避免新能源因电压越限引起脱网运行。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种虚拟变电站电压控制方法，包括：

获取目标虚拟变电站内各个微电网的新能源发电信息和负荷信息；

根据所述目标虚拟变电站内各个微电网的新能源发电信息和负荷信息，判断是否存在电压越限的微电网并网开关，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果为是，则判断所述目标虚拟变电站内其他微电网是否为缺电状态，得到第二判断结果；所述其他微电网为除微电网并网开关电压越限对应的微电网之外的微电网；

若所述第二判断结果为是，则进行电能调度；

若所述第二判断结果为否，则检测所述目标虚拟变电站内的所有微电网的储能系统的荷电状态是否均为1，得到第三判断结果；

若所述第三判断结果为是，则通过电压越限的微电网并网开关对应的微电网的逆变器采用无功功率调节方法进行电压调节；

若所述第三判断结果为否，则进行电池储能。

可选的，在所述通过电压越限的微电网并网开关对应的微电网的逆变器采用无功功率调节方法进行电压调节，之后还包括：

判断电压调节后的微电网对应的微电网并网开关是否存在电压越限，得到第四判断结果；

若所述第四判断结果为是，则判断是否存在发电量小于用电量的虚拟变电站，得到第五判断结果；

若所述第五判断结果为是，则进行电能调度；

若所述第五判断结果为否，则减少所述目标虚拟变电站中新能源发电机组出力或停运新能源发电机组。

可选的，所述根据所述目标虚拟变电站内各个微电网的新能源发电信息和负荷信息，判断是否存在电压越限的微电网并网开关，具体包括：

获取所述目标虚拟变电站内微电网的发电量和用电量；

判断所述目标虚拟变电站内微电网的发电量是否大于所述目标虚拟变电站内微电网的用电量，得到第六判断结果；

若所述第六判断结果为是，则获取微电网中逆变器采集的电压，并将采集的电压与电压上限值进行比较，在采集的电压大于所述电压上限值时，确定微电网并网开关发生电压越限；

若所述第六判断结果为否，则确定微电网并网开关未发生电压越限。

可选的，在所述若所述第二判断结果为是，则进行电能调度，之后还包括：

判断电能调度后的微电网对应的微电网并网开关是否存在电压越限，得到第七判断结果；

若所述第七判断结果为是，则执行步骤“检测所述目标虚拟变电站内的所有微电网的储能系统的荷电状态是否均为1”。

可选的，在所述若所述第三判断结果为否，则进行电池储能，之后还包括：

判断电池储能后的微电网对应的微电网并网开关是否存在电压越限，得到第八判断结果；

若所述第八判断结果为是，则执行步骤“通过电压越限的微电网并网开关对应的微电网的逆变器采用无功功率调节方法进行电压调节”。

本发明还提供一种虚拟变电站电压控制系统，包括：

参数获取模块，用于获取目标虚拟变电站内各个微电网的新能源发电信息和负荷信息；

第一判断模块，用于根据所述目标虚拟变电站内各个微电网的新能源发电信息和负荷信息，判断是否存在电压越限的微电网并网开关，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则执行第二判断模块；

第二判断模块，用于判断所述目标虚拟变电站内其他微电网是否为缺电状态，得到第二判断结果；所述其他微电网为除微电网并网开关电压越限对应的微电网之外的微电网；若所述第二判断结果为是，则执行电能调度模块；若所述第二判断结果为否，则执行第三判断模块；

电能调度模块，用于进行电能调度；

第三判断模块，用于检测所述目标虚拟变电站内的所有微电网的储能系统的荷电状态是否均为1，得到第三判断结果；若所述第三判断结果为是，则执行无功调节模块；若所述第三判断结果为否，则执行电池储能模块；

无功调节模块，用于通过电压越限的微电网并网开关对应的微电网的逆变器采用无功功率调节方法进行电压调节；

电池储能模块，用于进行电池储能。

可选的，所述系统，还包括：

第四判断模块，用于判断电压调节后的微电网对应的微电网并网开关是否存在电压越限，得到第四判断结果；若所述第四判断结果为是，则执行第五判断模块；

第五判断模块，用于判断是否存在发电量小于用电量的虚拟变电站，得到第五判断结果；若所述第五判断结果为是，则执行所述电能调度模块；若所述第五判断结果为否，则执行停机模块；

停机模块，用于减少所述目标虚拟变电站中新能源发电机组出力或停运新能源发电机组。

可选的，所述第一判断模块，具体包括：

数据获取单元，用于获取所述目标虚拟变电站内微电网的发电量和用电量；

第六判断单元，用于判断所述目标虚拟变电站内微电网的发电量是否大于所述目标虚拟变电站内微电网的用电量，得到第六判断结果；若所述第六判断结果为是，则获取微电网中逆变器采集的电压，并将采集的电压与电压上限值进行比较，在采集的电压大于所述电压上限值时，确定微电网并网开关发生电压越限；若所述第六判断结果为否，则确定微电网并网开关未发生电压越限。

可选的，所述系统，还包括：

第七判断模块，用于判断电能调度后的微电网对应的微电网并网开关是否存在电压越限，得到第七判断结果；若所述第七判断结果为是，则执行所述第三判断模块。

可选的，所述系统，还包括：

第八判断模块，用于判断电池储能后的微电网对应的微电网并网开关是否存在电压越限，得到第八判断结果；若所述第八判断结果为是，则所述无功调节模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种微电网群虚拟变电站电压控制方法及系统，根据虚拟变电站内各个微电网的新能源发电信息和负荷信息，判断是否存在电压越限的微电网并网开关，若存在，则判断其他微电网是否为缺电状态，若为缺电状态则将电能输送至相应缺电状态的微电网，否则检测虚拟变电站内的所有微电网的储能系统的荷电状态，在荷电状态小于1时，对储能系统进行充电，否则通过电压越限的微电网的逆变器采用无功功率调节方法进行电压调节。采用本发明的方法及系统，能够保证新能源电能保持最大水平消纳，避免新能源因电压越限引起脱网运行。

此外，在逆变器无功调节仍无法满足电压需求的情况下，通过电能的高压传输，将电能输送到相邻缺电配电网，若不存在，减少目标虚拟变电站内新能源的发电水平，保证电压维持在正常工作范围之内。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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他的附图。

图1为本发明实施例中微电网群虚拟变电站电压控制方法流程图；

图2为本发明实施例中微电网群虚拟变电站电压控制系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种微电网群虚拟变电站电压控制方法及系统，能够提高新能源电能的消纳水平，避免新能源因电压越限引起脱网运行。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例

为了说明本发明的微电网群虚拟变电站电压控制过程，首先介绍电压越限和潮流倒送原理。

1)当新能源分布式电源的容量大于总负荷功率时，根据潮流计算，线路始端电压会高于逆变器的工作上限电压，导致逆变器脱网。

2)分布式电源在孤岛运行时，当分布式电源自身负荷小于分布式电源的发电水平时，接入点电压会上升，超出最大工作电压，导致逆变器脱网。

同理，当分布式电源孤岛运行时，并网逆变器也会因为电压的越限而断开。

本发明为了解决光伏出力大于负荷水平的问题，首先通过线性无功功率控制来调节电压，解决新能源发电系统的消纳问题和电压越限问题。通过对逆变器中IGBT模块对电压和电流的采集并采用反馈环节，对电压进行调整，若电压保持在正常工作电压之间，继续对电压电流进行采集。虚拟变电站通过优先级顺序，对电压进行逐级调整，以优化调度方案，促进新能源的消纳水平。优先级顺序为：Ⅰ级为相邻电网调度、Ⅱ级为储能调度、Ⅲ级为逆变器调整调度。

图1为本发明实施例中微电网群虚拟变电站电压控制方法流程图，如图1所示，一种微电网群虚拟变电站电压控制方法，包括：

步骤101：获取目标虚拟变电站内各个微电网的新能源发电信息和负荷信息。

步骤102：根据目标虚拟变电站内各个微电网的新能源发电信息和负荷信息，判断是否存在电压越限的微电网并网开关，得到第一判断结果；若第一判断结果为是，则执行步骤103。

步骤102，具体包括：

获取目标虚拟变电站内微电网的发电量和用电量；

判断目标虚拟变电站内微电网的发电量是否大于目标虚拟变电站内微电网的用电量，得到第六判断结果；

若第六判断结果为是，则获取微电网中逆变器采集的电压，并将采集的电压与电压上限值进行比较，在采集的电压大于电压上限值时，确定微电网并网开关发生电压越限；

若第六判断结果为否，则确定微电网并网开关未发生电压越限。

步骤103：判断目标虚拟变电站内其他微电网是否为缺电状态，得到第二判断结果；其他微电网为除微电网并网开关电压越限对应的微电网之外的微电网；若第二判断结果为是，则执行步骤104。若第二判断结果为否，则执行步骤105。

步骤104：进行电能调度。

步骤104，之后还包括：

判断电能调度后的微电网对应的微电网并网开关是否存在电压越限，得到第七判断结果；

若第七判断结果为是，则执行步骤“检测目标虚拟变电站内的所有微电网的储能系统的荷电状态是否均为1”。

步骤105：检测目标虚拟变电站内的所有微电网的储能系统的荷电状态是否均为1，得到第三判断结果；若第三判断结果为是，则执行步骤107。若第三判断结果为否，则执行步骤106。

步骤106：进行电池储能。

步骤106，之后还包括：

判断电池储能后的微电网对应的微电网并网开关是否存在电压越限，得到第八判断结果；

若第八判断结果为是，则执行步骤“通过电压越限的微电网并网开关对应的微电网的逆变器采用无功功率调节方法进行电压调节”。

步骤107：通过电压越限的微电网并网开关对应的微电网的逆变器采用无功功率调节方法进行电压调节。

步骤108：判断电压调节后的微电网对应的微电网并网开关是否存在电压越限，得到第四判断结果；若第四判断结果为是，则执行步骤109。

步骤109：判断是否存在发电量小于用电量的虚拟变电站，得到第五判断结果；若第五判断结果为是，则执行步骤104；若第五判断结果为否，则执行步骤110。

步骤110：减少目标虚拟变电站中新能源发电机组出力或停运新能源发电机组。

图2为本发明实施例中微电网群虚拟变电站电压控制系统结构图。如图2所示，一种微电网群虚拟变电站电压控制系统，包括：

参数获取模块201，用于获取目标虚拟变电站内各个微电网的新能源发电信息和负荷信息。

第一判断模块202，用于根据目标虚拟变电站内各个微电网的新能源发电信息和负荷信息，判断是否存在电压越限的微电网并网开关，得到第一判断结果；若第一判断结果为是，则执行第二判断模块203。

第一判断模块202，具体包括：

数据获取单元，用于获取目标虚拟变电站内微电网的发电量和用电量；

第六判断单元，用于判断目标虚拟变电站内微电网的发电量是否大于目标虚拟变电站内微电网的用电量，得到第六判断结果；若第六判断结果为是，则获取微电网中逆变器采集的电压，并将采集的电压与电压上限值进行比较，在采集的电压大于电压上限值时，确定微电网并网开关发生电压越限；若第六判断结果为否，则确定微电网并网开关未发生电压越限。

第二判断模块203，用于判断目标虚拟变电站内其他微电网是否为缺电状态，得到第二判断结果；其他微电网为除微电网并网开关电压越限对应的微电网之外的微电网；若第二判断结果为是，则执行电能调度模块204；若第二判断结果为否，则执行第三判断模块205。

电能调度模块204，用于进行电能调度。

第三判断模块205，用于检测目标虚拟变电站内的所有微电网的储能系统的荷电状态是否均为1，得到第三判断结果；若第三判断结果为是，则执行无功调节模块207；若第三判断结果为否，则执行电池储能模块206。

电池储能模块206，用于进行电池储能。

其中，第七判断模块，用于判断电能调度后的微电网对应的微电网并网开关是否存在电压越限，得到第七判断结果；若第七判断结果为是，则执行第三判断模块205。

无功调节模块207，用于通过电压越限的微电网并网开关对应的微电网的逆变器采用无功功率调节方法进行电压调节。

其中，第八判断模块，用于判断电池储能后的微电网对应的微电网并网开关是否存在电压越限，得到第八判断结果；若第八判断结果为是，则无功调节模块。

第四判断模块208，用于判断电压调节后的微电网对应的微电网并网开关是否存在电压越限，得到第四判断结果；若第四判断结果为是，则执行第五判断模块209。

第五判断模块209，用于判断是否存在发电量小于用电量的虚拟变电站，得到第五判断结果；若第五判断结果为是，则执行电能调度模块204；若第五判断结果为否，则执行停机模块210。

停机模块210，用于减少目标虚拟变电站中新能源发电机组出力或停运新能源发电机组。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。