一种混合配电网光伏就地消纳方法及装置

技术领域

本发明涉及光伏消纳技术领域，具体涉及一种混合配电网光伏就地消纳方法及装置。

背景技术

随着化石能源的枯竭与环境问题的日益严重，以光伏为代表的新能源发电得到了快速发展。但是光伏具有间歇性和波动性等特点，不能持续平稳地发电，所以会对配电网的电压波形、电压质量以及电力系统的安全性与稳定性都造成不良的影响。所以光伏不能无限地接入到配电网中。另外，传统配电网大多数为单电源辐射状结构，馈线之间联络很弱甚至是没有联络，所以在传统配电网中不能实现光伏的多级消纳。

为了提高光伏的消纳能力，现有技术中实现光伏消纳的方法包括：1.对电力系统结构的调整或加入储能系统实现光伏的消纳；2.利用储热系统解决光伏消纳问题，即在光伏过剩地区将传统燃煤制热改为电制热；两种方法均未从光伏自身角度出发实现光伏消纳，因此光伏的消纳能力和渗透率较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种混合配电网光伏就地消纳方法，可以实现光伏的多级消纳，使光伏的渗透率达到百分之百甚至更高，同时还能提高光伏的消纳能力，对构建绿色低碳的配电系统具有重要意义。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种混合配电网光伏就地消纳方法，其改进之处在于，包括：

比较台区内各母线接入的光伏发电功率与各母线接入的负载功率；

根据比较结果对台区内各母线接入的光伏发电功率进行就地消纳。

优选的，所述就地消纳的方式包括：母线内消纳、跨母线消纳、垮台区消纳以及能量回馈电网。

进一步的，所述根据比较结果对台区内各母线接入的光伏发电功率进行就地消纳，包括：

若台区内母线i接入的光伏发电功率小于或等于母线i接入的负载功率总和，则对台区内母线i接入的光伏发电功率进行母线内消纳；

若台区内母线i接入的光伏发电功率大于母线i接入光伏的端口的负载功率总和且小于或等于台区内接入的总负荷，则对母线i接入的光伏发电功率进行跨母线消纳；

若台区内各母线接入的光伏发电功率总量大于台区内接入的总负荷，则对台区内各母线接入的光伏发电功率进行跨台区消纳；

跨台区消纳完成后，将台区内各母线接入的光伏发电功率总量大于台区内接入的总负荷的部分能量反馈回电网；

其中，i为台区内母线的编号。

进一步的，所述对台区内母线i接入的光伏发电功率进行母线内消纳，包括：

采用定电压控制台区内母线i的直流端口，实现对台区内该母线接入的光伏发电功率的母线内消纳。

进一步的，所述对母线i接入的光伏发电功率进行跨母线消纳，包括：

采用定电圧策略将母线i接入的光伏发电功率大于母线i接入的负载功率总和的部分接入至母线i的前一级800V母线上。

进一步的，所述对台区内各母线接入的光伏发电功率进行跨台区消纳，包括：

当p

当p

当p

其中p

基于同一发明构思，本发明还提供一种混合配电网光伏就地消纳装置，其改进之处在于，包括：

比较单元，用于比较台区内各母线接入的光伏发电功率与各母线接入的负载功率；

消纳单元，用于根据比较结果对台区内各母线接入的光伏发电功率进行就地消纳。

优选的，所述就地消纳的方式包括：母线内消纳、跨母线消纳、垮台区消纳以及能量回馈电网。

进一步的，所述消纳单元具体用于：

若台区内母线i接入的光伏发电功率小于或等于母线i接入的负载功率总和，则对台区内母线i接入的光伏发电功率进行母线内消纳；

若台区内母线i接入的光伏发电功率大于母线i接入光伏的端口的负载功率总和且小于或等于台区内接入的总负荷，则对母线i接入的光伏发电功率进行跨母线消纳；

若台区内母线i接入的光伏发电功率大于母线i接入光伏的端口的负载功率总和且小于或等于台区内接入的总负荷，则对台区内各母线接入的光伏发电功率进行跨台区消纳，跨台区消纳完成后，将台区内各母线接入的光伏发电功率总量大于台区内接入的总负荷的部分能量反馈回电网；

其中，i为台区内母线的编号。

进一步的，所述对台区内母线i接入的光伏发电功率进行母线内消纳，包括：

采用定电压控制台区内母线i的直流端口，实现对台区内该母线接入的光伏发电功率的母线内消纳。

进一步的，所述对母线i接入的光伏发电功率进行跨母线消纳，包括：

采用定电圧策略将母线i接入的光伏发电功率大于母线i接入的负载功率总和的部分接入至母线i的前一级800V母线上。

进一步的，所述对台区内各母线接入的光伏发电功率进行跨台区消纳，包括：

当p

当p

当p

其中p

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明提供一种混合配电网光伏就地消纳方法及装置，包括比较台区内各母线接入的光伏发电功率与各母线接入的负载功率；根据比较结果对台区内各母线接入的光伏发电功率进行就地消纳；本发明提供的光伏就地消纳方法，实现了光伏发电功率的多级消纳，提高了光伏的渗透率和利用率。

附图说明

图1为本发明混合配电网光伏就地消纳方法流程图；

图2为混合配电网光伏就地消纳方法的应用场景示意图；

图3为实施例中实现母线内消纳和跨母线消纳功率曲线示意图；

图4为实施例中台区直流端口功率曲线示意图；

图5为实施例中台区各端口功率曲线示意图；

图6为实施例中与台区通过互济变换器互联的台区各端口功率曲线示意图；

图7为本发明混合配电网光伏就地消纳装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决光伏由于间歇性和波动性的特点，不能持续平稳地发电，对配电网的电压波形、电压质量以及电力系统的安全性与稳定性都造成不良的影响的问题，本发明提供一种混合配电网光伏就地消纳方法，如图1所示，包括：

比较台区内各母线接入的光伏发电功率与各母线接入的负载功率；

根据比较结果对台区内各母线接入的光伏发电功率进行就地消纳。

为了更加清楚的表明本发明的目的，下面结合具体的实施例对本发明的方法作进一步解释：

在本发明的实施例中，就地消纳的方式包括：母线内消纳、跨母线消纳、垮台区消纳以及能量回馈电网。

具体的，根据比较结果对台区内各母线接入的光伏发电功率进行就地消纳，包括：

若台区内母线i接入的光伏发电功率小于或等于母线i接入的负载功率总和，则对台区内母线i接入的光伏发电功率进行母线内消纳；

若台区内母线i接入的光伏发电功率大于母线i接入光伏的端口的负载功率总和且小于或等于台区内接入的总负荷，则对母线i接入的光伏发电功率进行跨母线消纳；

若台区内各母线接入的光伏发电功率总量大于台区内接入的总负荷，则对台区内各母线接入的光伏发电功率进行跨台区消纳，跨台区消纳完成后，将台区内各母线接入的光伏发电功率总量大于台区内接入的总负荷的部分能量反馈回电网；

其中，i为台区内母线的编号。

具体的，若台区内母线i接入的光伏发电功率小于或等于母线i接入的负载功率总和，则对台区内母线i接入的光伏发电功率进行母线内消纳，包括：

若台区内母线i接入的光伏发电功率小于或等于母线i接入的负载功率总和，则采用定电压控制台区内母线i的直流端口，实现对台区内该母线接入的光伏发电功率的母线内消纳。

具体的，若台区内母线i接入的光伏发电功率大于母线i接入光伏的端口的负载功率总和且小于或等于台区内接入的总负荷，则对母线i接入的光伏发电功率进行跨母线消纳，包括：

若台区内母线i接入的光伏发电功率大于母线i接入光伏的端口的负载功率总和且小于或等于台区内接入的总负荷，则采用定电圧策略将母线i接入的光伏发电功率大于母线i接入的负载功率总和的部分接入至母线i的前一级800V母线上。

具体的，若台区内各母线接入的光伏发电功率总量大于台区内接入的总负荷，则对台区内各母线接入的光伏发电功率进行跨台区消纳，包括：

若台区内各母线i接入的光伏发电功率总量大于台区内接入的总负荷，则：

当p

当p

当p

其中p

具体的，所述台区与所述台区通过互济变换器互联的台区之间通过互济变换器控制，包括：

对台区多余的功率进行采样对比，所述台区为定功率控制，传输缺额的功率或剩余的功率；所述台区通过互济变换器互联的台区为定电压控制，维持互济母线电压的稳定；

所述台区和与所述台区通过互济变换器互联的台区之间采用互济母线连接并传输功率。

具体的，将台区内各母线接入的光伏发电功率总量大于台区内接入的总负荷的部分能量反馈回电网，包括：

台区与电网之间，设有网关变流器，网关变流器采用的是定电圧控制，当台区内的光伏出力大于负载总和时，800V母线会有电压抬升的趋势，网关变流器反向运行来维持800V电压的稳定，将多余的功率返送回电网。

本发明提供的最优实施例中，基于上述方案，在如图2所示的应用场景中进行数据分析，其中，图2中台区所接的交直流之和恒定为190kW，仅在台区的直流端口加入光伏，实现母线内消纳和跨母线消纳，此时台区各端口的功率曲线如图3所示：

在0—0.1s内，光伏出力为0，网关变换器向电网吸收功率为负载供电；

在0.1—0.3s内，光伏出力逐渐增加，网关变换器从网侧吸收的功率逐渐减小。在0.2—0.3s内刚好完全实现母线内消纳，此段时间内直流端口吸收的功率为0，波形详见图4，此时网关变换器从网侧吸收的功率全部供给交流端口；

在0.3—0.6s内，光伏出力继续增加，从电网吸收的功率继续减小。到0.4s时光伏出力等于本台区的负荷之和，此时光伏不但为本母线的负载供电，同时为其他母线的负载供电，使得本台区从电网吸收的功率为0，此段时间内刚好实现母线内消纳以及跨母线级消纳。

在交流端口与直流端口同时加入光伏，得到台区的各端口功率曲线，如图5所示，记直流端口所接负载总和为P

在0—0.1s内，P

在0.1—0.2s内，P

在0.2—0.5s内，此段时间内P

在0.5—0.8s内，台区和与台区通过互济变换器互联的台区的光伏出力都大于本地负荷，所以互济变换器不传输功率，各台区将各自多余的功率反馈回电网；

在0.8—1s内，光伏的出力不足，网关变换器再次工作在整流状态，从电网吸收功率为负载供电；

图6为与台区通过互济变换器互联的台区的功率曲线图，分析方法与台区完全相同。由于与台区通过互济变换器互联的台区的互济变换器采用定电压控制，所以台区向互济母线传输的功率几乎可以全部传输到与台区通过互济变换器互联的台区，在0.2—0.5s内，互济变换器吸收的功率与台区互济变换器发出的功率相等。

基于同一发明构思，本发明还提供一种混合配电网光伏就地消纳装置，如图7所示，包括：

比较单元，用于比较台区内各母线接入的光伏发电功率与各母线接入的负载功率；

消纳单元，用于根据比较结果对台区内各母线接入的光伏发电功率进行就地消纳。

在本发明的实施例中，就地消纳的方式包括：母线内消纳、跨母线消纳、垮台区消纳以及能量回馈电网。

具体的，消纳单元具体用于：

若台区内母线i接入的光伏发电功率小于或等于母线i接入的负载功率总和，则对台区内母线i接入的光伏发电功率进行母线内消纳；

若台区内母线i接入的光伏发电功率大于母线i接入光伏的端口的负载功率总和且小于或等于台区内接入的总负荷，则对母线i接入的光伏发电功率进行跨母线消纳；

若台区内各母线接入的光伏发电功率总量大于台区内接入的总负荷，则对台区内各母线接入的光伏发电功率进行跨台区消纳，跨台区消纳完成后，将台区内各母线接入的光伏发电功率总量大于台区内接入的总负荷的部分能量反馈回电网；

其中，i为台区内母线的编号。

具体的，若台区内母线i接入的光伏发电功率小于或等于母线i接入的负载功率总和，则对台区内母线i接入的光伏发电功率进行母线内消纳，包括：

若台区内母线i接入的光伏发电功率小于或等于母线i接入的负载功率总和，则采用定电压控制台区内母线i的直流端口，实现对台区内该母线接入的光伏发电功率的母线内消纳。

进一步的，所述若台区内母线i接入的光伏发电功率大于母线i接入光伏的端口的负载功率总和且小于或等于台区内接入的总负荷，则对母线i接入的光伏发电功率进行跨母线消纳，包括：

若台区内母线i接入的光伏发电功率大于母线i接入光伏的端口的负载功率总和且小于或等于台区内接入的总负荷，则采用定电圧策略将母线i接入的光伏发电功率大于母线i接入的负载功率总和的部分接入至母线i的前一级800V母线上。

具体的，若台区内各母线接入的光伏发电功率总量大于台区内接入的总负荷，则对台区内各母线接入的光伏发电功率进行跨台区消纳，包括：

若台区内各母线i接入的光伏发电功率总量大于台区内接入的总负荷，则：

当p

当p

当p

其中p

综上所述，本发明提供一种混合配电网光伏就地消纳方法及装置，包括比较台区内各母线接入的光伏发电功率与各母线接入的负载功率；根据比较结果对台区内各母线接入的光伏发电功率进行就地消纳；本发明提供的光伏就地消纳方法，实现了光伏发电功率的多级消纳，提高了光伏的渗透率和利用率。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。