[發明專利]微電網無功功率補償方法和系統

有效

• 申請號: 201110258294.4
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102299520A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 杜宏
• 申請（專利權）人: 北京新能匯智微電網技術有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京市卓華知識產權代理有限公司 11299
• 代理人: 蔡勤增

技術領域

本發明涉及一種電力系統無功功率補償方法和系統，尤其是用于微電網的無功功率補償的方法和系統。

背景技術

無功功率補償技術在現有的電力系統中對于減少能量損耗起著極其重要的作用，但是現有的無功功率補償技術的應用通常僅限于常規電力系統中，由于常規電力系統是發、輸、配、用相分離的系統，因此其存有明確的節點可以用于測量整個常規電力系統的功率因數，通常通過測量該節點處的電流和電壓數據來計算出相應的功率因數，并可以進一步確定相應的無功功率補償策略。例如，在用戶變電站的進線開關上測量得到的電壓和電流即能夠反映出整個常規電力系統的無功功率補償的實際需求。

通常來說，微電網是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監控、保護裝置匯集而成的小型發配電系統，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統，其既可以連接到外部的大電網上運行（即并網運行），也可以脫開外部的大電網孤立運行（即孤網運行）。當微電網在并網模式下運行時，通常可以按照現有的無功功率補償技術在PCC開關處（即在微電網與外部大電網相連接的公共連接點處）通過測量電流和電壓來確定整個微電網的無功功率補償需求，但是，當微電網在孤網模式下運行時，由于其電源和負荷是混雜在一起的，沒有任何一個節點的功率情況能夠反映整個微電網的無功功率平衡情況，采用現有的無功補償技術無法測量微電網的無功功率分布情況，因此微電網無功功率的調節不能采用現有的方法和設備，也沒有相關的技術方案能夠適用于微電網無功功率補償。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的目的在于提供一種微電網無功功率補償方法和系統，其不僅能夠在微電網并網模式下運行時測量微電網的功率因數并依此進行相應的無功功率補償，并且當微電網在孤網模式下運行時也同樣能夠測量微電網的功率因數并依此進行相應的無功功率補償。

本發明采用的主要技術方案是：

一種微電網無功功率補償方法，當微電網孤網運行時通過分別測量微電網中各不同支路的有功和無功功率，得出微電網總體的無功功率平衡情況，通過控制設置在微電網內的無功補償裝置或所述無功補償裝置和微電網的分布式電源進行微電網無功調節，所述分布式電源為具有無功調節輸出的分布式電源。

優選為采用如下步驟：

（1）?????????????同步采集不同支路的電壓、電流數據；

（2）?????對所采集數據進行數據處理，計算出不同支路的有功、無功功率分布情況；

（3）?????將微電網范圍內分布在各支路上的所有負荷和電源的有功功率、無功功率進行總加，計算出微電網總體在具體時間點的無功功率平衡情況或一段時間內功率因數的平均值和無功功率平衡情況；

（4）?????????????根據設定的調節目標利用微電網的孤網無功控制策略對所述無功補償裝置或所述無功補償裝置和分布式電源進行無功輸出的調節。

所述孤網無功控制策略的具體內容可以為：在采取傳統九區圖控制策略進行無功功率補償控制的基礎上，增加母線電壓限制條件，以提高微電網的穩定性，其中，母線電壓限制條件為：預先設定一個微電網母線電壓的規定值和以所述規定值為中間值的上、下限值，當所述母線電壓的實際值處于所述上、下限值之間時選擇投入或切除所述無功補償裝置中的無功補償元件，當所述母線電壓的實際值高于所述上限值時不投入所述無功補償元件，當所述母線電壓的實際值低于所述下限值時不切除所述無功補償元件。

上述任一項技術方案中的微電網無功功率補償方法，當對所述無功補償裝置和分布式電源進行調節時，優選為先調節所述分布式電源后調節所述無功補償裝置。并且，優選地，，所述上限值為所述規定值的107%，所述下限值為所述規定值的93%。

當微電網并網運行時，可以通過測量微電網與外部大電網相連接的公共連接點處的電壓和電流數據，計算得出微電網的功率因數狀況，并采用九區圖控制策略進行無功功率補償。

本發明還提供了一種微電網無功功率補償系統，用于微電網孤網運行時的無功功率補償，其包括分布式測量單元、無功補償控制單元、無功補償裝置和通訊單元，所述微電網包括具有無功調節輸出的分布式電源。

所述分布式測量單元由設置在微電網中各不同支路上的獨立的測量模塊和/或多功能測控儀表組成，用于測量各自所在支路的電壓、電流，計算或不計算相應的功率因數，并上送相應數據給所述無功補償控制單元；