本發(fā)明涉及新能源發(fā)電自動控制領域，尤其涉及光伏電站柔性有功控制系統(tǒng)及其饋線切除算法方法。

背景技術：

近年來，在國家為促進可再生能源和清潔能源的利用，出臺很多扶持和鼓勵新能源產業(yè)發(fā)展政策的背景下，大量的光伏電站、風電場等新能源電站投入運行接入電網(wǎng)系統(tǒng)。由于光伏電站具有隨機性、間歇性和波動性的特點，導致調度對電站的發(fā)電量無法很好的控制，僅依靠AGC（自動發(fā)電控制）的調節(jié)已不能滿足“發(fā)電跟蹤負荷”的需求，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來了更大的沖擊和挑戰(zhàn)。而且為了保證電網(wǎng)安全，在實際運行中輸出容量留有較大的安全裕度，這導致電網(wǎng)最大可接納新能源發(fā)電有功功率不能充分利用，即使電網(wǎng)用電有缺口，新能源電站的有功出力也不能送出，造成資源的極大浪費。因此，如何讓光伏電站能夠按照電網(wǎng)調度的指令進行高效、合理的調節(jié)功率輸出值，如何合理地調用柔性資源，彌補AGC的不足，實現(xiàn)系統(tǒng)實時有功的平衡亟待解決。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有光伏電站AGC系統(tǒng)有功控制功能存在的調節(jié)速度緩慢、調節(jié)不到位等缺點，因而提供一種柔性控制方法，能夠實現(xiàn)快速、可靠地控制電站有功出力，提高電網(wǎng)運行的安全性和經濟性。

本發(fā)明的技術方案是：一種光伏電站柔性有功控制系統(tǒng)，包括柔性有功控制裝置，與所述柔性有功控制裝置通訊的遠動功能模塊、調度數(shù)據(jù)網(wǎng)及光伏電站內的AGC系統(tǒng)。

上述的光伏電站柔性有功控制系統(tǒng)的饋線切除算法方法，包括如下步驟，

S1：柔性有功控制裝置的通信模塊分別與遠動功能模塊、調度數(shù)據(jù)網(wǎng)及光伏電站內的AGC系統(tǒng)進行通訊，采集光伏電站的數(shù)據(jù)并接收調度下發(fā)的光伏電站的發(fā)電計劃有功功率值，同時轉發(fā)計劃值給所述AGC系統(tǒng)；

S2：柔性有功控制裝置的通信模塊與測控裝置進行通信，采集各饋線開關狀態(tài)遙信量；

S3：柔性有功控制裝置的柔控處理模塊比較計劃有功功率值和電站發(fā)電總有功功率值的大小，再依據(jù)事先設定好的定值判斷電站是否超發(fā),并進行長/短延時的判斷；

S4：根據(jù)長/短延時所對應的時間定值，等待預設時間后判斷總有功功率值是否已降至計劃值；若仍超發(fā)，則通過饋線切除算法尋找最佳切除方案并通過測控裝置下發(fā)切除命令切除部分饋線，使電站總有功出力值快速降至計劃值以下。

優(yōu)選的，所述通信模塊同時實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)的采集或轉發(fā)，包括獲得所述光伏電站總有功功率和各條饋線的有功功率，各饋線開關的狀態(tài)遙信量，并能夠遙控切除饋線開關。

優(yōu)選的，所述遠動功能模塊與所述調度數(shù)據(jù)網(wǎng)通訊，接收調度數(shù)據(jù)網(wǎng)下發(fā)的有功功率計劃值，并直接將該值轉發(fā)至所述AGC系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述遠動功能模塊內比較調度轉發(fā)的功功率計劃值和電站發(fā)電總有功功率值的大小，首先判定是否屬于超發(fā)；若超發(fā)則再根據(jù)設置的定值判斷是否需要采取切除動作；若超發(fā)但超額值未達到長延時的額定定值，則僅發(fā)出電站超額發(fā)電的告警提示；若超額值達到長延時的額定定值，則進一步判斷是否達到短延時的額定定值，達到則判定當前為短延時，否則為長延時。

優(yōu)選的，所述長/短延時判定的定值通過人工修改配置，或者通過遙設在線修改進行事先配置。

優(yōu)選的，所述柔性有功控制裝置包括柔性控制節(jié)點和軟壓板功能，所述柔性控制節(jié)點為虛擬節(jié)點，便于保存參數(shù)；所述軟壓板功能包括總功能壓板及各饋線功能壓板。

優(yōu)選的，所述饋線切除算法包括：當判定為功率超發(fā)時比較超額值和所配置的定值確定是否需要動作，若需要動作則判定是長延時還是短延時，這將對應不同的等待時間；柔性有功控制裝置在等待的時間到達后判斷有功功率仍處于超發(fā)狀態(tài)，通過饋線選擇算法選擇饋線切除方案，并下發(fā)饋線切除指令給測控裝置。

優(yōu)選的，所述饋線選擇算法為：

a.首先對各條饋線進行篩選，將開關狀態(tài)為分和可切除軟壓板狀態(tài)為退出的饋線剔除；

b.對剩下的可切除的饋線按有功功率值從小到大進行排序；

c.從小到大逐步尋找，找到功率值大于超發(fā)額度的那條饋線，標記為待切除候選饋線，可以為空；將所有功率小于超發(fā)額度的那些饋線標記為待累計計算饋線；

d.在待累計計算饋線中從小到大逐一選擇一條饋線，并將其與其他饋線的有功功率進行累加，直到找到功率值大于超發(fā)額度的組合，標記為待切除候選饋線組合；

e.若上述步驟d未能找到將待切換候選饋線組合，則將組合向后再加上一條饋線，即三條饋線功率之和，直至找到功率和值大于超發(fā)額度，標記為待切除候選饋線組合；

f.若上述步驟e未能找到將待切換候選饋線組合，則將d步驟標記的組合重復上步的算法，繼續(xù)向后再加上一條饋線，即四條饋線功率之和，直至找到功率和值大于超發(fā)額度；

g.若上述步驟f未能找到將待切換候選饋線組合，重復上述步驟的算法找最接近超發(fā)額度的饋線組合，直至所有待累計計算饋線的饋線功率之后仍未達到超發(fā)額度，放棄累計；

h.在所有的待切換饋線或饋線組合中，將其功率與超額功率進行對比，根據(jù)最小過切原則，選取最接超額功率的饋線或饋線組合，以保留更多的發(fā)電量；

i.當存在多個同等切換方案且饋線的功率相當時時，依據(jù)各饋線的權重優(yōu)先切除權重小的饋線，盡量保留有功功率較大的饋線，以保留優(yōu)質的發(fā)電資源。

本發(fā)明提出的光伏電站柔性有功控制系統(tǒng)及其饋線切除算法方法有以下有益效果：根據(jù)當前調度系統(tǒng)下發(fā)的計劃值，判斷是否超發(fā)，作為AGC系統(tǒng)的補充，若超發(fā)則等待AGC的調節(jié)結果，當AGC不能及時調節(jié)時能找出所有可切除以達到出力降低的方案，通過篩選、比較，本著保留優(yōu)質發(fā)電資源、減少發(fā)電損失的原則選擇最佳切除方案，快速、可靠的切除饋線。實現(xiàn)減少總出力，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行的目標；通過本發(fā)明的饋線選擇算法能最大化的保留優(yōu)質發(fā)電資源，減少發(fā)電損失，一方面為電站業(yè)主創(chuàng)造更多效益，另一方面也為環(huán)保事業(yè)做出了貢獻。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1為本發(fā)明的光伏電站柔性有功控制系統(tǒng)設備連接圖；

圖2為本發(fā)明的饋線切除算法的流程圖；

其中，1-柔性有功控制裝置，2- AGC系統(tǒng)，3-調度數(shù)據(jù)網(wǎng)，4-遠動功能模塊。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

參見圖1、圖2，光伏電站柔性有功控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法包含如下步驟：⑴按圖1部署柔性有功控制系統(tǒng),

⑵采集光伏電站并網(wǎng)點有功功率、無功功率、功率因數(shù)、線電壓、相電壓；站內各條饋線接入升壓站端的有功功率、無功功率、功率因數(shù)、線電壓、相電壓。

⑶采集光伏電站各饋線的開關位置遙信。

⑷與調度主站進行通訊，接收調度下發(fā)的該光伏電站發(fā)電的計劃有功功率值，同時向調度主站上傳光伏電站總出力、壓板信息、定值信息、切饋線信息等.

⑸與站內的AGC系統(tǒng)進行通訊，將該電站的計劃有功功率值轉發(fā)至站內AGC系統(tǒng)。

⑹與安裝了監(jiān)控軟件的工控機通訊，轉發(fā)采集到的數(shù)據(jù)，使該監(jiān)控軟件顯示包括調度指令、超發(fā)告警提示、曲線展示（實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)）、倒計時顯示、壓板信息、延時時間設定以及歷史事件記錄以及向控制裝置發(fā)送遙控指令。

⑺根據(jù)計劃有功功率值和電站發(fā)電總有功功率值的大小，進行比較運算，判斷是否超發(fā)。當功率超發(fā)時，結合系統(tǒng)設置的定值進行長/短延時的判斷，并等待AGC的調節(jié)結果，當預設時間到達后仍未將有功功率下降到計劃值以下，則通過饋線選擇算法執(zhí)行切除饋線以達到功率快速下降的目的。

⑻假設某光伏電站有15條饋線，調度下發(fā)的計劃值為Pm，實際總功率為Pd，則超額功率Pn=Pd-Pm。檢測饋線，剔除因開關狀態(tài)或壓板狀態(tài)而不能參與切除的饋線，假設5條，則剩余10條可切除饋線，每條饋線的功率分別表示為{P1，P2...P10}。

⑼對10條可切除饋線的功率進行從小到大的排序，假設排序結果為：{P2，P4，P1，P6，P9...P10}；

⑽從小到大按序逐一將功率與超額值Pn進行比較，假設P2，P4，P1，P6均小于Pn，P9大于Pn，則將P9列入可切除方案中去。{P2，P4，P1，P6}則列為待累加計算饋線中；

⑾從P2開始計算P2+P4，P2+P1，P2+P6，P4+P1，P4+P6,P1+P6這幾種組合方式的和值，判斷是否有和值大于Pn的組合，假設P4+P1的值大于Pn，則將P4+P1列入可切除方案中去，此時可切除方案中有切除P9和切除（P4+P1）組合。

⑿計算三饋線之和，P2+P4+P1，P2+P4+P6，P2+P1+P6，假設P2+P1+P6的值大于Pn，則將P2+P1+P6列入可切除方案中去，此時可切除方案中有切除P9、（P4+P1）和切除（P2+P1+P6）。

⒀對比上述三個方案，假設P9=P4+P1，（P2+P1+P6）＞P9，根據(jù)最小切除原則剔除（P2+P1+P6）組合，根據(jù)保留優(yōu)質發(fā)電資源的原則，剔除P9，因此最終切除方案為：切換P4和P1兩條饋線開關。

⒁ 向測控裝置下發(fā)遙控指令，切換上述饋線集合，使電站出力快速下降至計劃值以下。

本發(fā)明方法作為AGC系統(tǒng)的補充，可快速、可靠的切除饋線，減少總出力，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行；通過饋線選擇算法能最大化的保留優(yōu)質發(fā)電資源，減少發(fā)電損失，一方面為電站業(yè)主創(chuàng)造更多效益，另一方面也為環(huán)保事業(yè)做出了貢獻。

對實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。