华能新能源股份有限公司河北分公司王吉超获国家专利权
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龙图腾网获悉华能新能源股份有限公司河北分公司申请的专利一种光伏发电单元发电稳定性监测控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119298337B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411193019.2,技术领域涉及:H02J13/00;该发明授权一种光伏发电单元发电稳定性监测控制方法及系统是由王吉超;郑权;史立志;刘畅;尹喆;刘志强;乔宽;安楠;常晓勇;梁永根;冯健行;由梓默设计研发完成,并于2024-08-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种光伏发电单元发电稳定性监测控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及光伏发电技术领域,公开了一种光伏发电单元发电稳定性监测控制方法及系统,包括:部署电压传感器在光伏发电单元关键节点,实时采集电压数据;建立动态电压裕度模型,分析电压裕度并计算负载裕度指标;评估系统在不同负载情况下的稳定性;利用矢量控制算法对逆变器输出的电压和频率进行控制。本发明通过在光伏发电单元的关键节点部署电压传感器,实时采集电压数据,建立动态电压裕度模型并计算负载裕度指标,能够全面分析系统的电压稳定性。通过评估不同负载情况下的稳定性,确保系统在复杂运行条件下保持稳定性。有效提升了光伏发电系统的电压控制精度和动态响应能力。
本发明授权一种光伏发电单元发电稳定性监测控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种光伏发电单元发电稳定性监测控制方法,其特征在于,包括: 部署电压传感器在光伏发电单元关键节点,实时采集电压数据; 建立动态电压裕度模型,分析电压裕度并计算负载裕度指标; 评估系统在不同负载情况下的稳定性; 利用矢量控制算法对逆变器输出的电压和频率进行控制; 所述建立动态电压裕度模型包括,建立动态电压裕度模型,捕捉系统在不同时间点上的电压动态变化,利用状态空间模型来描述系统的动态行为; 电压裕度ΔVt表示当前系统电压与允许的最低电压之间的差值,公式表示为: ΔVt=Vt-Vmin; 其中,Vt表示当前时间t的系统电压;Vmin表示系统允许的最低电压; 建立动态电压方程描述系统电压的动态变化,公式表示为: 其中,表示电压裕度的变化率;Ploadt表示当前负载功率;Ppvt表示光伏发电功率;Qt表示无功功率;f表示一个多变量函数; 根据当前电压裕度和动态模型预测未来时间t+Δt的电压裕度,公式表示为: 其中,τ表示积分的中间变量,积分表示在t到t+Δt时间段内电压裕度的变化累积; 所述计算负载裕度指标包括,预测未来的负载功率,计算负载极限功率, 在预测的电压裕度下,系统能够承受的最大负载功率公式表示为: pmaxt+Δt=hΔvt+Δt; 其中,h表示从电压-功率曲线通过实验拟合得到的函数,在给定电压裕度下的最大可承受功率; 基于历史数据和负载模型,预测未来时刻的负载功率ploadt+Δt公式表示为: ploadt+Δt=ploadt+Δpload; 其中,Δpload表示负载功率的预测增量,可通过时间序列分析或机器学习模型进行预测; 计算负载裕度指标,负载裕度指标LMIt+Δt表示在电压下降到最低允许值之前,系统还能承受的额外负载比例,公式表示为: 其中,Pmaxt+Δt表示系统在未来时刻t+Δt的最大可承受功率;Ploadt+Δt表示系统在未来时刻的预测负载功率; 所述在不同负载情况下的稳定性包括,量化系统的稳定性状态,定义综合的稳定性评估指标St,结合电压裕度和负载裕度指标进行评估,公式表示为: 其中,α和β是权重系数,反映电压裕度和负载裕度对系统稳定性的相对重要性;是归一化的电压裕度,反映当前电压与最低允许电压的相对差距;LMIt是负载裕度指标,反映系统在当前电压条件下还能承受的额外负载能力; 稳定性判断和响应,实时计算St值,并与设定的稳定性阈值Sth进行比较;若St大于或等于阈值Sth系统稳定,不需要调整;若St小于阈值sth,系统不稳定,此时触发负载削减、无功功率补偿、调整逆变器输出响应措施以恢复系统稳定性; 所述矢量控制算法包括,进行Clarke变换,将三相电压和电流从α-β静止坐标系转换到d-q坐标系中,分别独立控制有功功率和无功功率;其中d轴电流id控制有功功率,q轴电流iq控制无功功率;电压调节通过控制逆变器的d轴电压vd来调节输出电压,保持系统电压在稳定范围内; 通过控制q轴电压vq来调整输出频率,使其与电网频率同步。
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