一种上网分布式光伏功率再分配优化方法与流程

本发明涉及一种上网分布式光伏功率再分配优化方法。

背景技术：

1、分布式光伏电站由于污染小、环保效益突出，对场地要求不高等优点，近几年安装容量发展迅速。光伏发电出力呈现“夏秋大、冬春小、晚峰无光”的特点，随着装机占比提升，日内、日间波动性显著增强，加之电力系统运行灵活性限制，当电力供应超过负荷需求的时候，就可能导致光伏消纳受限。全国多地出现了分布式光伏限电的情况，而且上网电价也有下行趋势。

2、传统的发电厂，比如火力发电、水电站等，在厂区内空地、屋顶，厂外闲置区域安装了分布式光伏电站。在早期时候，由于有新能源电价补贴，光伏发电上网后，经济效益相对可观。但是在弃光限电的背景下，出现了在中午前后，光伏发电效率最高的时段，装机容量不能全部上网，多数光伏资源闲置浪费的情况。因此有必要研究提升分布式光伏电站的利用效率和经济价值。火力发电、水电站等传统电站本身具备一个集中负荷中心，即厂用电系统，一般是通过厂内高压变压器，将发电机发出的功率供给厂用负荷。如果能把上网光伏多余的电能送给厂用负荷使用，则可以实现光伏资源的充分利用，同时节约厂用电消耗电能，传统的发电机组可以向电网输出更多的电量，经济效益明显。要实现分布式光伏上网的同时，再灵活接入厂用电系统，存在主要问题有：(1)上网的分布式光伏存在多个区域，如何直接接入厂用电系统；(2)分布式光伏多个发电区域，在上网功率和厂用电功率如何分配，实现功率的最优化；(3)在接入厂用电系统时如何控制对厂用电系统的冲击，防止对传统发电机组的安全稳定运行生产造成影响；(4)如何减少运行人员的操作，实现各个分布式光伏发电自动切换。因此，其改进和创新势在必行。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种上网分布式光伏功率再分配优化方法，在分布式光伏在上网的前提下，又能接入厂用电系统，实现光伏资源的充分利用，创造良好的经济效益，同时保证厂用电系统的安全稳定运行。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

3、一种上网分布式光伏功率再分配优化方法，包括以下步骤：

4、步骤一：布置接入厂用电系统的线路设施

5、在厂用电系统备用间隔引出一段母线，作为光伏接入母线(厂用电母线)；

6、在每个分布式光伏发电区域升压变高压侧、并网开关的下口t接一条电缆线路，接入上述母线，并增加相应的开关设备，开关分别为g1、g2、g3……gi；若分布式光伏发电升压变的高压侧电压与厂用电系统母线电压等级不一致，则需要增加变压器设备；

7、步骤二：安装控制装置

8、装置位于分布式光伏系统的控制室内，采用组屏安装方式；

9、装置具备2个网络通讯接口，一个与传统发电机组的dcs系统相连，另一个与分布式光伏电站的agc控制系统相连；

10、装置具备开入量接口；

11、装置具备开出量接口；

12、装置具备电压电流模拟量接口；

13、步骤三：控制装置采集数据

14、通过控制装置分别采集电网下发的目标功率，每个光伏发电区的预期最大功率值、并网侧开关状态，厂用电侧开关状态，厂用系统母线电压、电流，传统发电机组并网主开关状态、电流，汽机转速；

15、该控制装置为现有技术，能够满足上述功能即可，如plc控制器等；

16、步骤四：接入厂用电控制逻辑

17、(1)传统发电机组运行状态判断

18、并网状态：传统发电机组并网主开关在合位，且电流大于额定值10％；

19、厂用电母线质量要求：

20、a)母线电压谐波含量低于4％；

21、b)母线电压幅值在额定电压±6％以内；

22、c)电流变化率小于最大负荷启动时的电流变化率；

23、在并网状态，且厂用电母线满足上述质量要求时，允许分布式光伏并入厂用电系统；

24、停机状态：传统发电机组并网主开关在分位，且汽轮机转速小于或等于盘车速度；

25、在停机状态，且厂用电母线满足上述质量要求时，允许分布式光伏并入厂用电系统；

26、启停机状态：传统发电机组并网主开关分位，且汽轮机转速大于盘车速度，小于额定转速时，禁止分布式光伏并入厂用电系统；

27、其它状态：禁止分布式光伏并入厂用电系统；

28、(2)并入厂用电系统的光伏发电区选择逻辑

29、每个光伏区预期发电功率为pf1、pf2、pf3、……pfn；

30、电网下发的目标功率为pm，厂用电母线负荷功率为pg；

31、任意两个光伏发电区预期功率求和：

32、ph2＝pfi+pfj，i＝1，2，3……n-1，j＝2，3，4……n

33、任意三个光伏发电区预期功率求和：

34、ph3＝pfi+pfj+pfk,i＝1，2，3……n-2，j＝2，3，4……n-1，k＝3，4……n

35、依次类推指到得到全部光伏发电区预期功率之和：

36、pha＝∑pi，i＝1，2，3……n

37、(1)当pm<pi时，其中，pi＝min(pf1，pf2，pf3，……pfn)，则发送合闸指令，合上第i个光伏发电区网侧开关wi，发送分闸指令，断开其余的网侧开关；

38、当(pha-pi)<厂用电功率pg，则发送合闸指令，合上除第gi个开关以外的所有厂用侧开关，除第i个光伏发电区其它光伏区全部并入发电厂用电侧；

39、当(pha-pi)>厂用电功率pg，除第i个光伏区以外,对其余分布式光伏发电区预期功率进行排序，(pha-pi)再减去其中的最小功率，直到小于厂用电功率，此时对应的光伏区网侧开关断开，厂用电侧开关合闸；

40、(2)当pi<pm<pj时，其中，pi＝max(pf1，pf2，pf3，……pfn)，pj＝min(ph2)，则发送合闸指令，合上ph2两个功率对应的发电区网侧开关，发送分闸指令，断开其余的网侧开关；

41、比如min(ph2)由pfm和pfn组成，合上wm，wn两个开关，断开其余的网侧开关；

42、当(pha-pj)<厂用电功率pg，则发送合闸指令，合上除第m个、第n个开关以外的所有厂用侧开关，除第m、n个光伏发电区其它光伏区全部并入发电厂用电侧；

43、当(pha-pj)>厂用电功率pg，除第m、n个光伏区以外,对其余分布式光伏发电区预期功率进行排序，(pha-pj)再减去其中的最小功率，直到小于厂用电功率，此时对应的光伏区网侧开关断开，厂用电侧开关合闸；

44、(3)当max{ph(n-1)}<pm<phn时，其中ph(n-1)为任意(n-1)个光伏区预期功率之和，则发送合闸，合上全部的光伏发电区网侧开关w，发送分闸指令，断开全部的厂用电侧开关g。

45、本发明方法提出的一种上网分布式光伏功率再分配优化方法，通过布置接入厂用电系统的线路、变压器、开关等设施，安装自动控制装置，采集电网下发的目标功率，每个光伏发电区的预期功率值、厂用系统母线电压、电流，传统发电机组并网主开关状态、电流，汽机转速等参数，对传统发电机组的运行状态，厂用母线电压质量监测，将上网发电的分布式光伏各发电区预期发电功率与电网下发的目标功率比较，通过优化的功率分配算法，选择最优的发电区并入厂用电母线，在保留与电网并网协议的前提下，实现光伏电站的资源充分利用，同时有效地代替了运行人员频繁操作开关，实现自动切换，通过并入条件的闭锁逻辑，保证光伏并入时厂用电系统的安全可靠运行。