本發(fā)明涉及變配電在線監(jiān)測領(lǐng)域，特別是指一種臺區(qū)電壓調(diào)控系統(tǒng)的電壓調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

1、隨著節(jié)能減排的深入，分布式光伏技術(shù)得到了大規(guī)模推廣應(yīng)用，光伏并網(wǎng)改變了傳統(tǒng)的配網(wǎng)架構(gòu)，臺區(qū)調(diào)控遇到了新的難題，處理不好可能會造成潮流反向、電壓越限、能源浪費(fèi)等問題，嚴(yán)重影響配電供能的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種臺區(qū)電壓調(diào)控系統(tǒng)的電壓調(diào)控方法，實(shí)現(xiàn)了分布式光伏并網(wǎng)的臺區(qū)調(diào)控，提高了配電供能的可靠性。

2、本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

3、一種臺區(qū)電壓調(diào)控系統(tǒng)的電壓調(diào)控方法，所述臺區(qū)電壓調(diào)控系統(tǒng)包括若干分布式的光伏模塊、調(diào)壓器、無功補(bǔ)償電容器、匯集裝置和平臺服務(wù)器，其中：

4、每個光伏模塊均包括光伏組件、逆變器和采集裝置，同一光伏模塊的光伏組件和逆變器通過電源線連接，各個光伏模塊的逆變器分別通過電源線與所述調(diào)壓器的低壓側(cè)并聯(lián)連接；所述調(diào)壓器的低壓側(cè)通過電源線與所述無功補(bǔ)償電容器的輸出端連接，所述調(diào)壓器的高壓側(cè)與外部高壓電網(wǎng)連接，每個光伏模塊的逆變器分別通過電源線在負(fù)荷節(jié)點(diǎn)與用戶負(fù)荷連接；

5、所述調(diào)壓器的低壓側(cè)的電源線以及所述負(fù)荷節(jié)點(diǎn)處的電源線上均設(shè)置有低壓監(jiān)測終端，同一光伏模塊的逆變器和采集裝置通信連接，所述低壓監(jiān)測終端、采集裝置、無功補(bǔ)償電容器和調(diào)壓器與所述匯集裝置通信連接，所述匯集裝置與所述平臺服務(wù)器通信連接；

6、所述電壓調(diào)控方法包括：

7、s1：所述采集裝置采集每個所述逆變器的數(shù)據(jù)；

8、s2：所述低壓監(jiān)測終端采集所述調(diào)壓器的低壓側(cè)的數(shù)據(jù)以及所述負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)；

9、s3：所述匯集裝置接收所述采集裝置采集的數(shù)據(jù)、所述低壓監(jiān)測終端采集的數(shù)據(jù)、所述調(diào)壓器的數(shù)據(jù)以及所述無功補(bǔ)償電容器的數(shù)據(jù)；

10、s4：所述匯集裝置根據(jù)接收的數(shù)據(jù)，并按照設(shè)定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行潮流計算，得到各個節(jié)點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)；其中，所述節(jié)點(diǎn)包括各個負(fù)荷節(jié)點(diǎn)和所述調(diào)壓器的低壓側(cè)；

11、s5：判斷各個節(jié)點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)是否欠壓，當(dāng)欠壓時，計算需要的補(bǔ)償容量，并進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)完成后轉(zhuǎn)至s1；

12、s6：判斷各個節(jié)點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)是否超壓，當(dāng)超壓時，計算超壓節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和位置，并進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)完成后轉(zhuǎn)至s1；

13、s7：當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)均不欠壓和超壓時，計算臺區(qū)功率因數(shù)，若是功率因數(shù)大于等于設(shè)定的功率因數(shù)閾值，則調(diào)節(jié)結(jié)束；否則，進(jìn)行無功功率過補(bǔ)償，補(bǔ)償完成后跳轉(zhuǎn)至s1。

14、進(jìn)一步的，所述采集裝置采集的數(shù)據(jù)包括所述逆變器的電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、直流母線電壓和直流母線電流；所述低壓監(jiān)測終端采集的數(shù)據(jù)包括所述調(diào)壓器的低壓側(cè)以及所述負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)和諧波含量；所述匯集裝置接收的調(diào)壓器的數(shù)據(jù)和無功補(bǔ)償電容器的數(shù)據(jù)包括調(diào)壓器的觸頭信息、無功補(bǔ)償電容器的投入組數(shù)和視在功率。

15、進(jìn)一步的，通過如下方法計算各個節(jié)點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)：

16、s41：建立如下的潮流計算公式：

17、

18、其中，sg為所述調(diào)壓器的低壓側(cè)的視在功率，spvi為第i個逆變器的視在功率，i＝1,2,…,n，n為逆變器的總數(shù)，scj為所述無功補(bǔ)償電容器投入的第k組的視在功率，k＝1,2,…,n1，n1為無功補(bǔ)償電容器的投入組數(shù)，sfvi為第i個負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的視在功率，szi為第i個負(fù)荷節(jié)點(diǎn)線損功耗；

19、s42：聯(lián)立如下方程：

20、

21、其中，p表示有功功率，q表示無功功率，j為虛數(shù)單位，zi為第i個負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的阻抗，ri為xi分別和第i個負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電阻和電抗，m為待計算的第m個節(jié)點(diǎn)，m＝0,1,2,…,n；

22、s43：通過如下公式計算第m個負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)um：

23、

24、其中，u0為所述調(diào)壓器的低壓側(cè)的電壓。

25、進(jìn)一步的，所述s5包括：

26、s51：判斷(um-uset)/uset是否小于設(shè)定的欠壓閾值，若是，通過如下公式計算所述補(bǔ)償容量sb；

27、

28、其中，uset為設(shè)定的電壓值。

29、s52：優(yōu)先通過鄰近光伏模塊對欠壓的第m個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)；

30、其中，投入的光伏模塊的數(shù)量為投入的光伏模塊由欠壓的第m個節(jié)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)進(jìn)行選擇，當(dāng)時，調(diào)節(jié)完成，轉(zhuǎn)至s1；

31、ppv為各個逆變器的平均視在功率，k＝0,1,2,…,n，δs為設(shè)定的值；

32、s53：當(dāng)鄰近光伏模塊的調(diào)節(jié)無法滿足時，首先計算無功補(bǔ)償電容器的投入組數(shù)的調(diào)整容量sc，通過所述無功補(bǔ)償電容器進(jìn)行調(diào)節(jié)，剩余部分根據(jù)所述s52通過鄰近光伏模塊進(jìn)行調(diào)節(jié)；

33、其中，當(dāng)時，調(diào)節(jié)完成，轉(zhuǎn)至s1；

34、s54：當(dāng)鄰近光伏模塊和所述無功補(bǔ)償電容器的調(diào)節(jié)無法滿足時，通過所述調(diào)壓器的升檔操作進(jìn)行調(diào)節(jié)，剩余部分(sb-sg)根據(jù)所述s53通過所述無功補(bǔ)償電容器和鄰近光伏模塊進(jìn)行調(diào)節(jié)；

35、其中，當(dāng)時，調(diào)節(jié)完成，轉(zhuǎn)至s1。

36、進(jìn)一步的，所述s6包括：

37、s61：判斷(um-uset)/uset是否大于設(shè)定的超壓閾值，若是，計算超壓節(jié)點(diǎn)的數(shù)量及位置；

38、s62：當(dāng)超壓節(jié)點(diǎn)以及電壓數(shù)據(jù)位于[uset，1.1uset]區(qū)間內(nèi)的其他未超壓節(jié)點(diǎn)的總數(shù)超過所有節(jié)點(diǎn)的第一設(shè)定百分比時，通過所述調(diào)壓器的逐級降檔操作進(jìn)行調(diào)節(jié)，逐級降檔完成后重復(fù)進(jìn)行潮流計算，直至超壓節(jié)點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)在設(shè)定的區(qū)間[0.9uset，1.1uset]內(nèi)；

39、s63：當(dāng)超壓節(jié)點(diǎn)以及電壓數(shù)據(jù)位于[uset，1.1uset]區(qū)間內(nèi)的其他未超壓節(jié)點(diǎn)的總數(shù)小于所有節(jié)點(diǎn)的第二設(shè)定百分比時，通過鄰近光伏模塊對欠壓的第m個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至超壓節(jié)點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)在設(shè)定的區(qū)間[0.9uset，1.1uset]內(nèi)；

40、其中，投入的光伏模塊的數(shù)量為投入的光伏模塊由欠壓的第m個節(jié)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)進(jìn)行選擇；

41、s64：重復(fù)上述s62～s63的步驟，對每個超壓節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，直至所有超壓節(jié)點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)在[0.9uset，1.1uset]區(qū)間內(nèi)。

42、進(jìn)一步的，進(jìn)行無功功率過補(bǔ)償時，根據(jù)需要補(bǔ)償?shù)臒o功容量s'b選擇無功補(bǔ)償電容器切除的電容器組數(shù)nc，直至所有節(jié)點(diǎn)的電壓數(shù)據(jù)均不欠壓和超壓且所述功率因數(shù)大于等于設(shè)定的功率因數(shù)閾值；

43、其中，s'b＝qg-sgsin(arcsos0.98)。

44、進(jìn)一步的，所述臺區(qū)電壓調(diào)控系統(tǒng)還包括微氣象傳感器，所述匯集裝置與所述微氣象傳感器通信連接；

45、所述方法還包括：

46、s7：通過所述微氣象傳感器采集的數(shù)據(jù)判斷所述光伏模塊的輸出功率，通過光伏模塊計算的輸出功率與其實(shí)際功率的差值判斷光伏組件的損壞或臟污狀態(tài)；

47、其中，若計算的輸出功率與實(shí)際功率的差值超過設(shè)定的功率閾值，且實(shí)際功率劇烈降低，則判斷所述光伏組件或逆變器損壞；若計算的輸出功率與實(shí)際功率的差值超過設(shè)定的功率閾值，且實(shí)際功率平緩降低，則判斷所述光伏組件臟污。

48、進(jìn)一步的，每個低壓監(jiān)測終端均配備有一個ct感應(yīng)線圈，所述低壓監(jiān)測終端的電流端子通過所述ct感應(yīng)線圈卡在電源線上。

49、進(jìn)一步的，所述平臺服務(wù)器通過4g或5g網(wǎng)絡(luò)與所述匯集裝置通信連接，所述微氣象傳感器、無功補(bǔ)償電容器和調(diào)壓器分別通過rs485與所述匯集裝置通信連接，所述采集裝置通過rs485與所述逆變器通信連接，所述低壓監(jiān)測終端和采集裝置分別通過無線或電力載波與所述匯集裝置通信連接。

50、進(jìn)一步的，所述匯集裝置包括核心板，所述核心板設(shè)置有第一lora模塊和第一充電電路，所述核心板連接有第一lora天線、4g/5g天線、第一電力載波模塊、第一rs485通訊接口、交流三相輸入以及第一充電電池/電容。

51、進(jìn)一步的，所述采集裝置包括mcu控制板，所述mcu控制板設(shè)置有第二lora模塊、第二電力載波模塊、第二rs485通訊接口和第二充電電路，所述mcu控制板連接有第二lora天線以及第二充電電池/電容。

52、本發(fā)明具有以下有益效果：

53、本發(fā)明通過低壓監(jiān)測終端采集用戶負(fù)荷節(jié)點(diǎn)以及調(diào)壓器的低壓側(cè)的數(shù)據(jù)，通過采集裝置采集光伏逆變器的數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R集裝置。同時，匯集裝置采集無功補(bǔ)償電容器和調(diào)壓器的數(shù)據(jù)。匯集裝置得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_服務(wù)器。本發(fā)明通過電壓采集和控制策略，設(shè)計了臺區(qū)電壓自協(xié)調(diào)的電壓方法，對分布式光伏電源接入后，平臺服務(wù)器和匯集裝置可以采集調(diào)壓器、電容器、光伏逆變器及負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，通過預(yù)設(shè)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)行潮流計算，對配電臺區(qū)電壓運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全局管控，對電壓越限節(jié)點(diǎn)(超限和欠壓)進(jìn)行了調(diào)節(jié)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了分布式光伏并網(wǎng)的臺區(qū)調(diào)控，提高了配電供能的可靠性。