CN115622122B - 分布式光伏配电网接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了分布式光伏配电网接入方法，属于电能消纳技术领域，包括：通过卫星拍摄和现场勘查确定出分布式光伏的资源总量从而预测出光伏的电能。按照用电习惯以及用电用途将各类用户进行划分。按照特定的比例或者相应的电量标准将光伏产生的一部分电能作为第一供电模块；将光伏另一部分电能与配电网内的电能进行组合形成第二供电模块。由第一供电模块和第二供电模块向不同的用户提供电能。本发明提供的分布式光伏配电网接入方法在一定程度上避免了分布式光伏的输入导致的配电网的不稳定，从而更好的完成了光伏电能的消纳。

Description

分布式光伏配电网接入方法

技术领域

本发明属于电能消纳技术领域，更具体地说，是涉及分布式光伏配电网接入方法。

背景技术

光伏分散式并网及电能的就地消纳已经成为趋势，在配电网中分布式光伏并网数量迅速增长，容量也不断增加。分布式光伏接入容量过大会发生电压越上限的现象。在高比例分布式光伏并网所面临的诸多风险中，电压越限是影响光伏消纳能力最重要的因素。主要是光伏出力具有间歇性、波动性和不确定性等特点，大规模化分散接入改变了单向潮流分布特性，使配电网电压波动、电压越限等电能质量问题更加严重。

发明内容

本发明的目的在于提供分布式光伏配电网接入方法，旨在解决分布式光伏电能的接入使配电网电压波动和电压越线等问题愈发严重的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供分布式光伏配电网接入方法，包括：

通过卫星拍摄和现场勘查确定出分布式光伏的资源总量从而预测出所述光伏的电能；

按照用电习惯以及用电用途将各类用户进行划分；

按照特定的比例或者相应的电量标准将所述光伏产生的一部分电能作为第一供电模块；将所述光伏另一部分电能与配电网内的电能进行组合形成第二供电模块；

由所述第一供电模块和所述第二供电模块向不同的用户提供电能。

在一种可能的实现方式中，所述按照用电习惯以及用电用途将各类用户进行划分包括：

将用户划分为一类用户、二类用户和三类用户；

由所述第一供电模块为所述一类用户提供电能，由所述第二供电模块为所述二类用户提供电能，由所述配电网为所述三类用户提供电能。

在一种可能的实现方式中，所述通过卫星拍摄和现场勘查确定出分布式光伏的资源总量从而预测出所述光伏的电能包括：

根据全天的天气情况等参数预测出所述光伏在全天各时段的发电量并生成发电曲线。

在一种可能的实现方式中，在所述根据全天的天气情况等参数预测出所述光伏在全天各时段的发电量并生成发电曲线之后还包括：

根据当天实际的发电量生成实际曲线；

设定偏差值，如果所述实际曲线与所述发电曲线在同一时间段的差值不超过所述偏差值，根据所述发电曲线在所述实际曲线当前时间点之后拟合出拟合线，所述拟合线用于模拟所述光伏之后的发电量；

如果所述实际曲线与所述发电曲线在同一时间段的差值超过所述偏差值，将所述光伏所产生的电能传输至储能站，由储能站输出电能。

在一种可能的实现方式中，所述将所述光伏所产生的电能传输至储能站，由储能站输出电能包括：

计算所述储能站中电能的输入情况，由所述配电网结合所述储能站提供电能。

在一种可能的实现方式中，所述按照特定的比例或者相应的电量标准将所述光伏产生的一部分电能作为第一供电模块包括：

根据情况设定相应的设定值，将所述光伏所产生的电能高于所述设定值的部分储存在缓冲器中，由所述缓冲器将电能补充至低于所述设定值的部分，使所述第一供电模块可以持续且稳定的输出电能。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述发电曲线在所述实际曲线当前时间点之后拟合出拟合线包括：

借助所述缓冲器使所述第二供电模块按照所述拟合线计算所述光伏输入的电能。

在一种可能的实现方式中，所述按照特定的比例或者相应的电量标准将所述光伏产生的一部分电能作为第一供电模块包括：

根据所述发电曲线，按照一定的比例或者一定的电量值将所述光伏产生的部分电能作为第一供电模块供给所述一类用户；

当所述光伏无法产生电能时，由所述配电网或者其他能源为所述一类用户提供电能。

在一种可能的实现方式中，所述将所述光伏另一部分电能与配电网内的电能进行组合形成第二供电模块包括：

根据所述二类用户的用电需求，根据所述光伏剩余的电能的多少适时的调整所述配电网的电能，并将两者进行结合组成所述第二供电模块。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述光伏剩余的电能的多少适时的调整所述配电网的电能包括：

在所述拟合线的基础上按照抽取的比例将剩余的发电量预测情况作为剩余曲线；

确定出所述二类用户的用电曲线，由所述用电曲线减去所述剩余曲线得到目标曲线，由所述目标曲线对所述配电网进行调整。

本发明提供的分布式光伏配电网接入方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明分布式光伏配电网接入方法中首先通过卫星拍摄和现场勘查确定出分布式光伏的数量，在数量确定之后光伏的电能就可以预测出。然后按照用电习惯以及用电用途将各类用户进行划分，将一部分电能作为第一供电模块，将另一部分光伏的电能与配电网的电能组合作为第二供电模块，最终由第一供电模块和第二供电模块向不同的用户提供电能。

本申请中，将分布式光伏产生的电能进行了拆分，第一供电模块由于按照比例或者电量标准来对光伏板的电能进行的抽取，因此相对比较稳定。而第二供电模块由于有配电网的输入和组合，同样能够满足用户的用电需求，从而在一定程度上避免了分布式光伏的输入导致的配电网的不稳定，从而更好的完成了光伏电能的消纳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的分布式光伏配电网接入方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，现对本发明提供的分布式光伏配电网接入方法进行说明。分布式光伏配电网接入方法，包括：

通过卫星拍摄和现场勘查确定出分布式光伏的资源总量从而预测出光伏的电能。

按照用电习惯以及用电用途将各类用户进行划分。

按照特定的比例或者相应的电量标准将光伏产生的一部分电能作为第一供电模块；将光伏另一部分电能与配电网内的电能进行组合形成第二供电模块。

由第一供电模块和第二供电模块向不同的用户提供电能。

本发明提供的分布式光伏配电网接入方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明分布式光伏配电网接入方法中首先通过卫星拍摄和现场勘查确定出分布式光伏的数量，在数量确定之后光伏的电能就可以预测出。然后按照用电习惯以及用电用途将各类用户进行划分，将一部分电能作为第一供电模块，将另一部分光伏的电能与配电网的电能组合作为第二供电模块，最终由第一供电模块和第二供电模块向不同的用户提供电能。

本申请中，将分布式光伏产生的电能进行了拆分，第一供电模块由于按照比例或者电量标准来对光伏板的电能进行的抽取，因此相对比较稳定。而第二供电模块由于有配电网的输入和组合，同样能够满足用户的用电需求，从而在一定程度上避免了分布式光伏的输入导致的配电网的不稳定，从而更好的完成了光伏电能的消纳。

伴随着智能配电网的全面建设,采集单元在智能配电网建设中发挥着举足轻重的作用。例如智能电表作为采集单元的一种具有电量计量、自动控制、实时监则、信息交互、信息存储及处理等作用。采集单元可实时监测用户的用电信息(如电压)，并通过远程通信与用电信息采集后台以及控制单元进行数据通信，实现低压配电网中的分布式电源、负荷数据及时上传。

清洁低碳发展是当今世界能源发展的主题，分布式光伏等清洁能源的开发和应用是解决我国缺油少气能源结构缺陷的有效手段。分布式光伏规模将会迅速增长，分布式光伏并网和局部消纳压力日趋增大，因此，提高分布式光伏等分布式电源的消纳能力，增强配电网对分布式电源的调控能力是保证整县(市、区)光伏背景下配电网安全稳定运行的重要措施。

在本申请提供的分布式光伏配电网接入方法的一些实施例中，按照用电习惯以及用电用途将各类用户进行划分包括：

将用户划分为一类用户、二类用户和三类用户。

由第一供电模块为一类用户提供电能，由第二供电模块为二类用户提供电能，由配电网为三类用户提供电能。

为了使光伏产生的电能能够更多的为用户所使用，从而降低对于能源的消耗，因此需要根据用户的用电习惯以及类型将其划分为一类用户、二类用户和三类用户。

首先一类用户和二类用户用电情况较为规律，并且可以通过日常的记录以及用户自身的上传等可以预知。三类用户的用电不规律，也即三类用户的用电量会产生较大程度大的波动。

实际情况是，如果将光伏产生的电能直接提供至三类用户，则可能会因为光伏产生量无法实时满足三类用户的需求，而导致运转不正常甚至断电，为此三类用户可由配电网直接提供电能，保证电能供应。

在本申请提供的分布式光伏配电网接入方法的一些实施例中，通过卫星拍摄和现场勘查确定出分布式光伏的资源总量从而预测出光伏的电能包括：

根据全天的天气情况等参数预测出光伏在全天各时段的发电量并生成发电曲线。

现有技术中指出，光伏具有随机性和波动性的特点，随机性主要表面在部分光伏以个体的形式存在，由于个体可以随时关闭和开启，这就导致了不确定性，波动性在于随着全天光照强度以及光照角度的变化，光伏发电的效率也在发生着变化。基于上述的特点，导致无法对光伏发电进行精确的预测，但是并不是无法找到规律，并使光伏稳定的并入配电网。

为此，本申请中，以当天的天气情况为基础，然后根据不同光伏板目前的角度和位置，推断出光线照射到光伏板上时的角度，以一个特定的地区而言其光照强度差距不大，因此通过上述的推断，结合一天的天气变化，就能够判断出光伏板总的发电量以及不同时段的发电效率。

上位机实时接收各个光伏板的温度和角度信息，对于同一地区而言，各个光伏板的光照强度和角度是接近相同的，最终可以推算出发电效率。但是仅知道当前的发电效率，仍然无法有效的对光伏全天发电情况进行有效的预测，由于无法有效的预测，那么相应的也就无法有效的进行光伏消纳。

为了解决上述问题，本申请中需要根据当天的天气预测，判断出全天的光照强度以及光照角度，并且由于天气的温度能够预测，那么根据上述信息以及当前光伏板的角度就能够判断出全天光线的照射角度，并且由于环境温度可以预测，那么光伏板在运行过程中产生的热量也是可以预测的，也即光伏板在特定的环境下其表面的温度可以预知，最终在经过计算之后，各个光伏板在一天当中的发电效率以及总的发电量就可以计算出。

因此在实际应用时，需要根据光伏在全天的发电量生成发电曲线，发电曲线的横坐标表示不同的时间点，纵坐标表明发电量，其中纵坐标的发电量是通过一个地区内所有光伏的发电效率以及当前的光照强度计算得到。

通常情况下，发电曲线与天气情况的波动同步变化。

在本申请提供的分布式光伏配电网接入方法的一些实施例中，在根据全天的天气情况等参数预测出光伏在全天各时段的发电量并生成发电曲线之后还包括：

根据当天实际的发电量生成实际曲线。

设定偏差值，如果实际曲线与发电曲线在同一时间段的差值不超过偏差值，根据发电曲线在实际曲线当前时间点之后拟合出拟合线，拟合线用于模拟光伏之后的发电量。

如果实际曲线与发电曲线在同一时间段的差值超过偏差值，将光伏所产生的电能传输至储能站，由储能站输出电能。

实际的情况是，由于当天天气变化等一系列其他原因，导致光伏实际的产电量与发电曲线存在较大的差异。

为了解决上述问题，设定一个偏差值，在光伏实际运行过程中需要实时记录光伏的发电量并生成实际曲线，然后将实际曲线与发电曲线放入同一个坐标系中进行对比。

在同一横坐标的情况下，计算两个曲线纵坐标之间的差值，将差值与偏差值进行对比。当两个曲线之间的差距不超过偏差值时，那么根据当前的环境情况，在实际曲线的后侧根据发电曲线的曲率等信息拟合出相应的拟合线，通过拟合线来调整配电网。

当两个曲线之间的差距超过偏差值时，表明当天的天气情况以及光伏发生了较大程度的变化，此时可直接将光伏产生的电能传输至储能站。然后根据储能站电能存储的情况以及储能站内电能输出的速度来对配电网进行相应的调整。

在本申请提供的分布式光伏配电网接入方法的一些实施例中，将光伏所产生的电能传输至储能站，由储能站输出电能包括：

计算储能站中电能的输入情况，由配电网结合储能站提供电能。

如果外部环境变化较快，此时输入储能站电能的速度也会发生变化，为了能够输出稳定的电能，需要由配电网根据储能站输入电能的多少以及储能站输出电能的多少进行调整，也即如果储能站输出的电能较多时减少配电网的电能，最终保证电能输出的相对稳定。

在本申请提供的分布式光伏配电网接入方法的一些实施例中，按照特定的比例或者相应的电量标准将光伏产生的一部分电能作为第一供电模块包括：

根据情况设定相应的设定值，将光伏所产生的电能高于设定值的部分储存在缓冲器中，由缓冲器将电能补充至低于设定值的部分，使第一供电模块可以持续且稳定的输出电能。

当外界环境情况变化较大时，就会使光伏产生的电能在一定范围内变动，如果将产生的电能直接提供给用户，则可能会因为电能无法持续且稳定的提供，导致用户体验较差，甚至会导致断电。

为了避免上述问题，本申请中将光伏输入的电能进行调整。具体的实施例为，首先设置一个设定值，将光伏输入的电流中超过设定值的部分传输至备用缓冲器中，然后通过缓冲器将截取的电能补充至低于设定值的部分，最终的结果是使传输出的电能处于一个稳定的状态。

为例，当需要光伏发电传输的电能稳定为1时，此时光伏产电量为1.5、 0.5和1。那么就需要将1.5中的能量暂时储存在缓冲器中，并随后补充至0.5，从而保证输出的电能均为1。

在本申请提供的分布式光伏配电网接入方法的一些实施例中，根据发电曲线在实际曲线当前时间点之后拟合出拟合线包括：

借助缓冲器使第二供电模块按照拟合线计算光伏输入的电能。

模拟出的拟合线会更加贴近实际的情况，缓冲器能够保证光伏产生的电能稳定的输出，由于配电网的电能大小可以调节，因此最终在配电网实时调整的情况下加上一定的冗余量并考虑用电曲线完成电能的输出。

在本申请提供的分布式光伏配电网接入方法的一些实施例中，按照特定的比例或者相应的电量标准将光伏产生的一部分电能作为第一供电模块包括：

根据发电曲线，按照一定的比例或者一定的电量值将光伏产生的部分电能作为第一供电模块供给一类用户。

当光伏无法产生电能时，由配电网或者其他能源为一类用户提供电能。

光伏的发电情况呈现一定的波动性，因此随着外部环境的变化，可以大致推断出光伏总的产电量。为了将光伏产生的电能进行合理的分配，为此本申请中首先将光伏产生的电能进行拆分。

具体的实时例是，根据发电曲线可以推算出在某个时间最大的产电量，但是实时的产电量可能在发电曲线所表示的值之间上下浮动，主要原因是可能受到光伏表面的杂质以及天气突然变化等的影响。

但是本申请中可直接根据发电曲线截取一定比例的电能传输至第一供电模块中，这个比例可按照光伏板的规模来进行适当的调整，上述的发电比例是光伏肯定能达到的水平。

除了比例之外，也可以通过设置一个递增然后递减的数列，在不同时间段内按照数列相应的数值来对光伏产生的电能进行提取。

第一供电模块相对较为稳定，白天可直接有光伏进行供电，当夜晚或者天气情况较差时，可由配电网进行供电，而其余时间可有光伏来进行供电。

当天气情况变化较快时，光伏的发电量会在一个范围内产生较大的波动，此时虽然发电曲线不会产生变化，但是由于光伏发电量的降低以及配电网提供的电能无法在短时间内改变，最终造成的结果是，光伏和配电网提供的电能无法满足用户的需求。

对于以上的情况，可设置一个储能站，光伏发电产生的电能首先通入储能站中，通过储能站将电能进行储存，以能够完全满足用户的用电需求，且使储能站中一直需要通入光伏电能为原则调整配电网供应的电能以及储能站传出电能的比例，从而保证了资源的合理分配。

在本申请提供的分布式光伏配电网接入方法的一些实施例中，将光伏另一部分电能与配电网内的电能进行组合形成第二供电模块包括：

根据二类用户的用电需求，根据光伏剩余的电能的多少适时的调整配电网的电能，并将两者进行结合组成第二供电模块。

对于二类客户而言，能够保证电能的持续供应是最重要的因素。同时在将光伏的一部分电能传输至第一供电模块之后，剩余的光伏的电能相对而言较少，但为了将这部分能源进行充分利用，因此需要将剩余的光伏电能与配电网自身的电能进行组合，从而形成第二供电模块。

由于该部分用户需求的用电需求也会在一定范围内波动，为了防止配电网提供多余的电能从而导致资源的浪费。因此需要确定出二类客户的用电曲线，该用电曲线表明该二类客户在全天各时段用电需求的情况。

在本申请提供的分布式光伏配电网接入方法的一些实施例中，根据光伏剩余的电能的多少适时的调整配电网的电能包括：

在拟合线的基础上按照抽取的比例将剩余的发电量预测情况作为剩余曲线。

确定出二类用户的用电曲线，由用电曲线减去剩余曲线得到目标曲线，由目标曲线对配电网进行调整。

在按照一定的比例将光伏产生的电能截取一部分之后，将光伏剩余的可能产生的电能的量作为剩余曲线，剩余曲线为在拟合曲线截取一定电能后的曲线。可在相同的时间点由用电曲线减去拟合曲线，从而得到该时间点配电网所需提供的电能。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.分布式光伏配电网接入方法，其特征在于，包括：

通过卫星拍摄和现场勘查确定出分布式光伏的资源总量从而预测出所述光伏的电能；

按照用电习惯以及用电用途将各类用户进行划分；

按照特定的比例或者相应的电量标准将所述光伏产生的一部分电能作为第一供电模块；将所述光伏另一部分电能与配电网内的电能进行组合形成第二供电模块；

由所述第一供电模块和所述第二供电模块向不同的用户提供电能；

所述按照用电习惯以及用电用途将各类用户进行划分包括：

将用户划分为一类用户、二类用户和三类用户；

由所述第一供电模块为所述一类用户提供电能，由所述第二供电模块为所述二类用户提供电能，由所述配电网为所述三类用户提供电能；

所述通过卫星拍摄和现场勘查确定出分布式光伏的资源总量从而预测出所述光伏的电能包括：

根据全天的天气情况参数预测出所述光伏在全天各时段的发电量并生成发电曲线；

在所述根据全天的天气情况参数预测出所述光伏在全天各时段的发电量并生成发电曲线之后还包括：

根据当天实际的发电量生成实际曲线；

设定偏差值，如果所述实际曲线与所述发电曲线在同一时间段的差值不超过所述偏差值，根据所述发电曲线在所述实际曲线当前时间点之后拟合出拟合线，所述拟合线用于模拟所述光伏之后的发电量；

如果所述实际曲线与所述发电曲线在同一时间段的差值超过所述偏差值，将所述光伏所产生的电能传输至储能站，由储能站输出电能；

所述将所述光伏所产生的电能传输至储能站，由储能站输出电能包括：

计算所述储能站中电能的输入情况，由所述配电网结合所述储能站提供电能；

所述按照特定的比例或者相应的电量标准将所述光伏产生的一部分电能作为第一供电模块包括：

根据情况设定相应的设定值，将所述光伏所产生的电能高于所述设定值的部分储存在缓冲器中，由所述缓冲器将电能补充至低于所述设定值的部分，使所述第一供电模块能够持续且稳定的输出电能；

所述根据所述发电曲线在所述实际曲线当前时间点之后拟合出拟合线包括：

借助所述缓冲器使所述第二供电模块按照所述拟合线计算所述光伏输入的电能；

所述按照特定的比例或者相应的电量标准将所述光伏产生的一部分电能作为第一供电模块包括：

根据所述发电曲线，按照一定的比例或者一定的电量值将所述光伏产生的部分电能作为第一供电模块供给所述一类用户；

当所述光伏无法产生电能时，由所述配电网或者其他能源为所述一类用户提供电能；

所述将所述光伏另一部分电能与配电网内的电能进行组合形成第二供电模块包括：

根据所述二类用户的用电需求，根据所述光伏剩余的电能的多少适时的调整所述配电网的电能，并将两者进行结合组成所述第二供电模块。

2.如权利要求1所述的分布式光伏配电网接入方法，其特征在于，所述根据所述光伏剩余的电能的多少适时的调整所述配电网的电能包括：

在所述拟合线的基础上按照抽取的比例将剩余的发电量预测情况作为剩余曲线；

确定出所述二类用户的用电曲线，由所述用电曲线减去所述剩余曲线得到目标曲线，由所述目标曲线对所述配电网进行调整。