一种基于空间域的光伏输出控制方法、电子设备及介质与流程

本发明涉及光伏输出控制，尤其涉及一种基于空间域的光伏输出控制方法、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、分布式电源是指为了满足特定电力用户的电力需求，在用户附近布置的独立电源。分布式电源通常采用技术先进的控制设备，具有操作简单、投切机组方便和能源利用率高等优势。当大电网发生故障时，分布式电源可作为孤岛内的电源实现孤岛运行。位置和容量合理的分布式电源可满足偏远地区的小负荷用电需求，提高对用户的供电可靠性。

2、分布式电源的发电类型多为高能效天然气多联供、可再生能源发电以及资源综合利用发电，发电类型主要包括风能、太阳能、生物质能、潮汐能、海洋能等可再生能源发电，余热、余压以及废气利用发电等资源综合利用发电，以及小型天然气冷热电多联供等。

3、光伏系统中其功率输出控制作为底层控制手段关系到光伏系统输出的电能质量，乃至整个系统的鲁棒性。光伏系统功率输出控制的两个重要评价指标就是稳态振荡幅度和动态跟踪响应速度，因为稳态振荡会导致功率损耗并恶化电能质量，而缓慢的动态收敛速度意味着长时间运行偏离设定功率点，导致系统执行效率低。受光伏非线性输出特性的限制，光伏输出控制一般采用基于试错修正思想的扰动观测法。但是，扰动观测法在步长的选择上往往难以兼顾稳态振荡和动态响应性能，或者需要复杂的控制切换来兼顾两者。直接以为控制变量的输出控制是一种简洁有效的控制方法，但是因为时域的计算中零分母问题而使得稳态振荡难以消除。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是提供一种基于空间域的光伏输出控制方法、电子设备及存储介质，解决稳态振荡难以消除的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种基于空间域的光伏输出控制方法，包括步骤：

3、步骤s1：利用当前数据和空间上相邻的数据确定的运算表达式；

4、步骤s2：定义二维数组，使相同序号的列数据被后一时刻的数据更新，用当前的运行数据实时更新空间域的数据，计算值，进而控制光伏的输出。

5、优选的，通过两个空间上相邻的运行点来计算，其运算表达式为公式1：

6、公式1：；

7、其中是在时刻测得的功率和电压值，其在空间上和当前 t时刻的值相邻；是截断误差，等于。

8、优选的，定义二维数组data()，其每一列代表空间域中的一个位置用来存放某一时刻的电压电流值；每一处存放的电压和列序号i之间都满足公式2：

9、公式2：；

10、其中m是数组长度，是空间间隔，为向下取整运算符。

11、优选的，设在时刻，运行点数据为，则数据应该存储在列序号为的位置；即公式3：

12、公式3：；

13、另一时刻，运行点数据为，则数据应存储在列序号为的位置；即公式4：

14、公式4：；

15、如果等于，则相同序号的列数据就会被后一时刻的数据更新；通过这样的存储机制，用当前的运行数据实时更新空间域的数据。

16、优选的，每一次 值的计算都取空间域中两列数据，其一是当前运行点数据，另一个是空间上相邻的数据；数组初始化后，控制器循环执行以下操作：

17、首先，采样当前光伏运行点的电压和电流，并存储到相应位置，即公式5：

18、公式5：；

19、其中；

20、其次，向后找到距离m列最近的非空列n，即公式6：

21、公式6：；

22、其中j是大于序号1的数值，；

23、最后，计算，即公式7：

24、公式7： ；

25、其中是当前时刻运行点的电压和电流， 是在空间域中与当前时刻相邻的电压和电流数据。

26、优选的，确定数组长度m，数组是用来存储运行中采样的数据，其必须能够存放下运行中最大电压下的数据，即公式8：

27、公式8：；

28、其中可由公式9求得：

29、公式9：；

30、其中是最大电压，是标准电压，是标准测试条件下的参考辐照度和温度；是最大辐照度，是最大温度，是的温度系数，a是温度修正系数。

31、优选的，空间间隔与的跟踪精度和速度决定，

32、光伏曲线可近似的拟合成抛物线，即公式10：

33、公式10：；

34、其中是二次项系数；

35、设 b点和 c点的坐标为：

36、 ；

37、其中是 b点的电压和功率，是常系数，表示 b点和 c点之间的距离和有关；

38、在稳态时 ac直线的斜率等于b点的斜率，满足公式11：

39、公式11：；

40、其中是a点的电压和功率，是b点的一阶导数；

41、结合上式，可得公式12：

42、公式12：；

43、即稳态点和理想点的电压偏差为。

44、优选的，设点和点之间的电压差是，直线的斜率是，从点到点功率增加；

45、确定和点的坐标为：

46、；

47、则直线的斜率为公式13：

48、公式13：；

49、环境变化导致空间域计算下的该变量为公式14：

50、公式14：；

51、其中；在同样的环境变化下，空间间隔越小则的改变量越大，即响应速度更快。

52、另一方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括相互耦接的存储器和处理器，处理器用于执行存储器中存储的程序指令，以实现如本发明任一实施例的基于空间域的光伏输出控制方法。

53、一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，程序指令被处理器执行时实现如本发明任一实施例的基于空间域的光伏输出控制方法。

54、本发明的有益效果是：本申请提出了一种空间域计算方法，可用于光伏系统功率输出控制。空间域计算利用当前数据和空间上相邻的数据计算值，可以避免零分母问题。基于空间域计算的光伏控制方法以值作为控制变量，实现了稳态时无振荡，并且由于高频的控制信号更新而具有快速的动态跟踪过程。受益于空间域计算方法的优势，光伏输出控制方法消除了稳态振荡并具有快速的动态响应能力。

技术特征：

1.一种基于空间域的光伏输出控制方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的基于空间域的光伏输出控制方法，其特征在于，通过两个空间上相邻的运行点来计算，其运算表达式为公式1：

3.根据权利要求2所述的基于空间域的光伏输出控制方法，其特征在于，定义二维数组data()，其每一列代表空间域中的一个位置用来存放某一时刻的电压电流值；每一处存放的电压和列序号之间都满足公式2：

4.根据权利要求3所述的基于空间域的光伏输出控制方法，其特征在于，设在时刻，运行点数据为，则数据应该存储在列序号为的位置；即公式3：

5.根据权利要求3所述的基于空间域的光伏输出控制方法，其特征在于，每一次值的计算都取空间域中两列数据，其一是当前运行点数据，另一个是空间上相邻的数据；数组初始化后，控制器循环执行以下操作：

6.根据权利要求2所述的基于空间域的光伏输出控制方法，其特征在于，确定数组长度，数组是用来存储运行中采样的数据，其必须能够存放下运行中最大电压下的数据，即公式8：

7.根据权利要求2所述的基于空间域的光伏输出控制方法，其特征在于，空间间隔与的跟踪精度和速度决定，

8.根据权利要求2所述的基于空间域的光伏输出控制方法，其特征在于，设点和点之间的电压差是，直线的斜率是，从点到点功率增加；

9.一种电子设备，其特征在于，包括相互耦接的存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序指令，以实现权利要求1至8任一项所述的基于空间域的光伏输出控制方法。

10.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的基于空间域的光伏输出控制方法。

技术总结
本发明公开了一种基于空间域的光伏输出控制方法、电子设备及介质；该方法包括利用当前数据和空间上相邻的数据确定的运算表达式；定义二维数组，使相同序号的列数据被后一时刻的数据更新，用当前的运行数据实时更新空间域的数据，计算值，进而控制光伏的输出。本申请提出了一种空间域计算方法，可用于光伏系统功率输出控制。空间域计算利用当前数据和空间上相邻的数据计算值，可以避免零分母问题。基于空间域计算的光伏控制方法以值作为控制变量，实现了稳态时无振荡，并且由于高频的控制信号更新而具有快速的动态跟踪过程。受益于空间域计算方法的优势，光伏输出控制方法消除了稳态振荡并具有快速的动态响应能力。

技术研发人员：翁格平,谢楚,裴传逊,方建迪,叶晨,任娇蓉,卿华,韩寅峰,江涵,崔勤越
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司宁波供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15