一种县域级屋顶光伏并网调节系统

摘要

本发明提供一种县域级屋顶光伏并网调节系统，涉及光伏并网控制领域，包括数据获取模块、调度分析模块以及调度模块，所述数据获取模块用于获取光伏组件内的谐波信息以及用电端的电力信息，所述调度分析模块用于分析数据并发送对应的调度信号，所述调度模块用于根据调度方案对并网内各光伏组件的电能进行调度，本发明用于解决现有的光伏并网控制系统中光电资源利用不合理以及电能质量下降的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及并网控制领域，尤其涉及一种县域级屋顶光伏并网调节系统。

背景技术

并网控制，是指通过对并网系统内各种类型的电能进行监测分析，同时分析用户对于电能质量的需求，通过分析各种类型的电能质量，结合用户对于电能质量的需求对并网系统内各种类型的电能输送比例进行控制调节；

现有的光伏并网控制系统中，通常都是根据电网运行要求对光伏发电站的运行功率进行控制，且由于现有的光伏并网控制系统的负荷感知水平以及在线监测水平较低，而在光伏电能进入并网时会产生大量的谐波，会对配电网原有的谐波产生不利影响，因此，现有的光伏并网控制系统不但会导致大量的光电资源流失，还难以形成稳定的供能，且现有的光伏并网控制系统的负荷协调能力较低，导致现有的高比例分布式光伏接入并网时会引发电能质量下降的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种县域级屋顶光伏并网调节系统，能够对光伏组件中的谐波信息以及用电端的电能质量进行监测以及分析，实时判断是否需要对用电端的光电资源进行调度，并且在系统内配置了对应的调度方案，将光电资源合理地分配到所有用电端，以解决现有的光伏并网控制系统中光电资源利用不合理以及电能质量下降的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种县域级屋顶光伏并网调节系统，数据采集模块、调度分析模块以及调度模块，所述数据采集模块以及调度模块分别与调度分析模块数据连接；

所述数据采集模块包括谐波数据采集单元、负荷类型采集单元以及负荷数据采集单元，所述谐波数据采集单元用于采集光伏组件中谐波的谐波频率；

所述负荷类型采集单元用于读取电力系统的数据库，获取并网用电网络上用电端的负荷类型以及历史用电数据，所述负荷类型包括一类负荷、二类负荷以及三类负荷；所述历史用电数据为用电端历史的用电量；

所述负荷数据采集单元用于读取电力系统的数据库，获取并网用电网络上的传输长度、设备等级、导线截面积以及绝缘等级；所述传输长度为并网用电网络上相邻节点间的电力传输线路长度；所述设备等级为传输线路上的滤波器的滤波等级；所述绝缘等级为导线的绝缘能力；

所述调度分析模块包括谐波分析单元、用电数据分析单元、负荷数据分析单元以及并网调度分析单元；所述谐波分析单元用于分析谐波频率，得到谐波负荷值；

所述用电数据分析单元用于分析用电端的负荷类型以及历史用电数据，得到用电端的用电质量；

所述负荷数据分析单元用于分析传输长度、导线截面积以及绝缘等级，得到对应电力传输线路的传输质量，再对传输长度、设备等级以及传输质量进行分析，得到对应电力传输线路上的用电配置负荷；

所述并网调度分析单元用于分析谐波负荷值、用电质量以及用电配置负荷，得到光伏组件当前状态是否异常，并发送对应的调度信号；

所述调度模块包括光伏电能调度单元，所述光伏电能调度单元用于接收调度信号，并对光伏发电系统的电能进行对应的分配。

进一步地，所述谐波数据采集单元包括功率分析仪，所述功率分析仪用于检测光伏组件中谐波的谐波频率。

进一步地，所述谐波分析单元配置有谐波分析策略，所述谐波分析策略包括：

建立谐波比对表，列出谐波频率对应的谐波负荷值；

获取光伏组件中谐波的谐波频率；

将获取到的谐波频率与谐波比对表进行比对，找出其中相同的谐波频率，得到对应的谐波负荷值。

进一步地，所述用电数据分析单元配置有用电数据分析策略，所述用电数据分析策略包括：

获取用电端的负荷类型以及第一历史时间内的用电量，将第一历史时间内的用电量标记为历史用电量；

通过用电质量算法对用电端的负荷类型以及历史用电量进行计算，得到用电端对应的用电质量；

所述用电质量算法配置为：

进一步地，所述负荷数据分析单元配置有负荷数据分析策略，所述负荷数据分析策略包括：

读取电力系统的数据库，获取并网用电网络上的传输长度、设备等级、导线截面积以及绝缘等级；

通过传输质量算法对并网用电网络上的传输长度、导线截面积以及绝缘等级进行计算，得到对应电力传输线路的传输质量；

所述传输质量算法配置为：

通过用电配置负荷算法对并网用电网络的传输长度、设备等级以及传输质量进行计算，得到对应电力传输线路的用电配置负荷；

所述用电配置负荷算法配置为：

进一步地，所述并网调度分析单元配置有并网调度分析策略，所述并网调度分析策略包括：

获取谐波负荷值、用电质量以及用电负荷值的计算结果；

通过调度分析算法对谐波负荷值、用电质量以及用电负荷值进行计算，得到对应用电端的调度参考值；

所述调度分析算法配置为：

将调度参考值与第一调度阈值以及第二调度阈值进行比对，若调度参考值小于等于第一调度阈值，则输出第一调度信号；若调度参考值大于第一参考值并小于等于第二参考值，则输出第二调度信号；若调度参考值大于第二调度阈值，则输出第三调度信号。

进一步地，所述光伏电能调度单元配置有光伏电能调度方案，所述光伏电能调度方案配置为：

若接收到第一调度信号，则对用电端增加当前光伏电能接入比例，直到接收到第二调度信号后停止；

若接收到第二调度信号，则将用电端接入的光伏电能比例降低第一光电比值；

若接收到第三调度信号，则撤销用电端接入的光伏电能，增加风电以及火电的输送。

本发明的有益效果：本发明通过实时获取光伏组件内谐波的谐波频率，分析谐波的谐波负荷值，将谐波负荷值代入到最终的调度分析算法中，优势在于，可以对并网用电网络内的所有光伏组件进行监测，在进行调度分析时将谐波负荷值考虑进来，可以有效减少光电并入电网时所产生的谐波带来的危害，提高了并网用电网络运行的安全性；

本发明通过获取用电端的负荷类型以及历史用电数据，计算用电端对应的用电质量，同时获取与用电端相连的传输线路的传输长度、设备等级以及计算用电端对应的传输质量，在对并网用电网络进行调度时综合考虑所有因素，可以有效解决高比例分布式光伏接入引发的电能质量下降问题，提高了并网用电网络的电能质量以及运行的安全性；

本发明通过在调度模块配置调度方案，对应每种调度分析的结果，对于用电要求高的用电端，降低光伏电能的比例可以有效减少用电端电能的故障率，同时对用电要求低的用电端增加光伏电能的比例，可以有效提高能源的利用率，优势在于，可以保障每一个用电端的用电安全，同时大大提高了光伏电能的利用率，提高了并网用电网络运行的安全性以及资源的合理利用性。

本发明附加方面的优点将在下面的具体实施方式的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的系统的原理框图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1所示，本发明提供一种县域级屋顶光伏并网调节系统，通过对光伏组件中的谐波信息以及用电端的电能质量进行监测以及分析，实时判断是否需要对用电端的光电资源进行调度，并且在系统内配置了对应的调度方案，将光电资源合理地分配到所有用电端，以解决现有的光伏并网控制系统中光电资源利用不合理以及电能质量下降的问题。

具体地，光伏并网调节系统包括数据获取模块、调度分析模块以及调度模块，数据采集模块以及调度模块分别与调度分析模块数据连接；

数据采集模块包括谐波数据采集单元、负荷类型采集单元以及负荷数据采集单元，谐波数据采集单元包括功率分析仪，功率分析仪用于检测光伏组件中谐波的谐波频率以及谐波振幅；

具体应用中，功率分析仪采用市面上现有的功率分析仪。

谐波分析单元配置有谐波分析策略，谐波分析策略包括：

建立谐波比对表，列出谐波频率以及谐波振幅对应的谐波负荷值；

获取光伏组件中谐波的谐波频率以及谐波振幅；

将获取到的谐波频率以及谐波振幅与谐波比对表进行比对，找出其中相同的谐波频率以及谐波振幅，得到对应的谐波负荷值；

具体应用中，谐波比对表的部分数据如下表所示：

获取到光伏组件1内谐波的谐波频率为3，则通过谐波比对表获得对应的谐波负荷值为3000。

用电数据分析单元配置有用电数据分析策略，用电数据分析策略包括：

获取用电端的负荷类型以及第一历史时间内的用电量，将第一历史时间内的用电量标记为历史用电量；

通过用电质量算法对用电端的负荷类型以及历史用电量进行计算，得到用电端对应的用电质量；

用电质量算法配置为：

具体应用中，第一历史时间设置为1天，读取到并网用电网络的数据库内用电端1的负荷类型为一类负荷，则用电端1的负荷类型F数值为1，获取到第一历史时间内用电端1的历史用电量为2000KWh，则通过用电质量算法计算得到用电端1的用电质量Eq为2。

负荷数据分析单元配置有负荷数据分析策略，负荷数据分析策略包括：

读取电力系统的数据库，获取并网用电网络上的传输长度、设备等级、导线截面积以及绝缘等级；

通过传输质量算法对并网用电网络上的传输长度、导线截面积以及绝缘等级进行计算，得到对应电力传输线路的传输质量；

传输质量算法配置为：

具体应用中，K1设置为0.4，K2设置为0.4，K3设置为0.2，获取到并网用电网络上与用电端1相连的电力传输线路的传输长度L为3km，导线的截面积S为4mm

通过用电配置负荷算法对并网用电网络的传输长度、设备等级以及传输质量进行计算，得到对应电力传输线路的用电配置负荷；

用电配置负荷算法配置为：

具体应用中，α设置为5，β设置为2，获取到与用电端1相连的电力传输线路上谐波消除器件的设备等级为A级，则设备等级He的数值为3，通过计算得到电力传输线路的用电配置负荷Pc l为33.30，计算结果保留两位小数。

并网调度分析单元配置有并网调度分析策略，并网调度分析策略包括：

获取谐波负荷值、用电质量以及用电负荷值的计算结果；

通过调度分析算法对谐波负荷值、用电质量以及用电负荷值进行计算，得到对应用电端的调度参考值；

调度分析算法配置为：

将调度参考值与第一调度阈值以及第二调度阈值进行比对，若调度参考值小于等于第一调度阈值，则输出第一调度信号；若调度参考值大于第一参考值并小于等于第二参考值，则输出第二调度信号；若调度参考值大于第二调度阈值，则输出第三调度信号；25.98

具体应用中，K4设置为0.3，K5设置为0.3，K6设置为0.4，A1设置为0.1，A2设置为0.5，A3设置为100，第一调度阈值设置为2，第二调度阈值设置为4，计算得到用电端1的用电质量Eq为2，与用电端相连的电力传输线路的用电配置负荷Pc l为33.30，谐波负荷值G为3000，则计算得到调度参考值为Sa为2.17，计算结果保留两位小数；

通过比对得到调度参考值大于第一调度阈值且小于第二调度阈值，则输出第二调度信号。

光伏电能调度单元配置有光伏电能调度方案，光伏电能调度方案配置为：

若接收到无调动信号，则对用电端维持当前光伏电能接入比例；

若接收到第一调度信号，则将用电端接入的光伏电能比例降低第一光电比值；

若接收到第二调度信号，则撤销用电端接入的光伏电能，增加风电以及火电的输送；

具体应用中，第一光电比值为1％，接收到用电端1的调度信号为第二调度信号，则降低对用电端1输送的光伏电能的比例，降低比例为第一光电比值。

工作原理：首先通过谐波数据获取单元获取光伏组件内谐波的频率以及振幅，再通过谐波分析单元对其进行分析，得到光伏组件内谐波的谐波负荷值，再通过用电数据获取单元以及负荷数据获取单元获取到用电端的负荷类型、历史用电数据、传输长度、设备等级以及传输质量，分别通过用电数据分析单元以及负荷数据分析单元对获取到的数据进行分析，得到对应的用电质量以及用电配置负荷；

通过并网调度分析单元对分析得到的谐波负荷值、用电质量以及用电配置负荷进行总和分析，得到对应用电端的调度参考值，通过对调度参考值进行比对分析得到对应的调度指令，通过调度模块对并网用电网络进行调度。

以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。