[發明專利]一種分布式光伏電站自動電壓控制裝置及控制方法

無效

• 申請號: 201410125730.4
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103928984A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 徐洋;王亮;繆繼東;韓敬濤;趙凱;王申強;王華;劉春雷
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司蘇州供電公司;北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J3/18
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

1.一種分布式光伏電站自動電壓控制裝置，所述控制裝置包括通信管理模塊、命令處理模塊、AVC控制模塊、數據管理模塊、信息展示模塊；其特征在于：

所述數據管理模塊與通信管理模塊相連；

所述數據管理模塊還分別連接至信息展示模塊、AVC控制模塊、命令處理模塊；

所述AVC控制模塊與命令處理模塊相連。

2.根據權利要求1所述的自動電壓控制裝置，其特征在于：

通信管理模塊還分別與站內綜合控制系統、電網調度中心、光伏逆變器、SVC/SVG系統、變電站變壓器分接頭相連。

3.根據權利要求2所述的自動電壓控制裝置，其特征在于：

通信管理模塊負責與站內綜合控制系統、電網調度中心、光伏逆變器、SVC/SVG系統、變電站變壓器分接頭進行實時信息的收發；命令處理模塊負責將通信管理模塊接收和下發的遙調、遙控指令格式的轉換；AVC控制模塊根據當前接收到的實時信息，通過預設的策略對全站光伏逆變器、SVC/SVG系統進行無功功率控制并可以控制變電站分接頭檔位，使得當前電站的母線電壓符合電網調度的要求。

4.根據權利要求1至3任一項權利要求所述的自動電壓控制裝置，其特征在于：

數據管理模塊負責存儲系統涉及的所有數據信息包括歷史庫與實時庫管理；信息展示模塊負責展示系統運行的相關信息。

5.一種分布式光伏電站電壓控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

（1）分布式光伏電站自動電壓控制裝置采集光伏電站各逆變器的無功功率、無功功率和風速，升壓站高壓側母線的無功功率、無功功率、電壓，以及無功補償裝置的無功功率，并對以上參數進行移動平均計算，接收調度下發的全站母線電壓目標值；

（2）計算自動電壓控制考量指標，所述考量指標包括第i臺逆變器的無功出力上調空間Q_{i逆變器上調}、第i臺逆變器的無功出力下調空間Q_{i逆變器下調}、第i臺無功補償裝置無功出力上調空間Q_{i無功補償上調}、第i臺無功補償裝置無功出力下調空間Q_{i逆變器下調}；全站無功出力總上調空間Q_{總上調空間}、全站無功出力總下調空間Q_{總下調空間}，第i臺逆變器的上調能力Rate_{i逆變器上調}、第i臺逆變器的下調能力Rate_{i逆變器下調}、第i臺無功補償裝置的上調能力Rate_{i無功補償上調}、第i臺無功補償裝置的下調能力Rate_{i無功補償下調}，以及變電站分接頭檔位T；其中，i為1至n的整數，n為全站光伏逆變器的數量；

所述第i臺逆變器的無功出力上調空間Q_{i逆變器上調}=Max（Q_{i逆變器理論上限}，Q_{i逆變器實時}）-Q_{i逆變器實時}，第i臺逆變器的無功出力下調空間Q_{i逆變器下調}=Q_{i逆變器實時}-Min（Q_{i逆變器理論下限}，Q_{i逆變器實時}）；

其中，Q_{i逆變器理論上限}為第i臺逆變器在當前風速和有功下的理論無功出力上限，Q_{i逆變器理論下限}為第i臺逆變器在當前風速和有功下的理論無功出力下限，Q_{i逆變器實時}為第i臺逆變器的當前實際無功出力；

所述第i臺無功補償裝置的無功出力上調空間Q_{i無功補償上調}=Max（Q_{i無功補償理論上限}，Q_{i無功補償實時}）-Q_{i無功補償實時}，第i臺無功補償裝置的無功出力下調空間Q_{i無功補償下調}=Q_{i無功補償實時}-Min（Q_{i無功補償實時}，Q_{i無功補償理論下限}）；

其中，Q_{i無功補償理論上限}為第i臺無功補償裝置的理論無功出力上限，Q_{i無功補償理論下限}為第i臺無功補償裝置的理論無功出力下限，Q_{i無功補償實時}為第i臺無功補償裝置的當前實際無功出力；

全站無功出力總上調空間Q_{總上調空間}=∑Q_{i逆變器上調}+∑Q_{i無功補償上調}；

全站無功出力總下調空間Q_{總下調空間}=∑Q_{i逆變器下調}+∑Q_{i無功補償下調}；

第i臺逆變器的無功出力上調能力Rate_{i逆變器上調}=Q_{i逆變器上調}/Q_{總上調空間}；

第i臺逆變器的無功出力下調能力Rate_{i逆變器下調}=Q_{i逆變器下調}/Q_{總下調空間}；

第i臺無功補償裝置的無功出力上調能力Rate_{i無功補償上調}=Q_{i無功補償上調}/Q_{總上調空間}；

第i臺無功補償裝置的無功出力下調能力Rate_{i無功補償下調}=Q_{i無功補償下調}/Q_{總下調空間}；

全站總的無功充電功率Q_總充電=Q_母線實時-∑Q_{i逆變器實時}-∑Q_{無功補償實時}，其中，Q_母線實時為全站母線實時無功功率；

全站系統電抗其中，為本周期全站母線電壓均值，為上個周期全站母線電壓均值，為本周期母線無功功率均值，為上個周期母線無功功率均值；

全站母線無功總目標值Q_母線目標=U_母線目標*((U_母線目標-U_母線實時)/X+Q_母線實時/U_母線實時)；其中，U_母線目標為調度下發的全站母線電壓目標值，U_母線實時為全站母線實時電壓；

全站無功功率總差額其中，為全站總的無功充電功率均值；

（3）若|Q_總差額|<Q_調節閥值，則不進行分布式光伏電站的電壓調節；

（4）若0<Q_總差額<∑Q_{i逆變器上調}，則第i臺逆變器的無功出力目標值為Q_{i逆變器目標}=Q_{i逆變器實時}+Q_總差額*Rate_{i逆變器上調}；

（5）若0<∑Q_{i逆變器上調}≤Q_總差額，則第i臺逆變器的無功出力目標值為Q_{i逆變器目標}=Q_{i逆變器實時}+Q_{i逆變器上調}，第i臺無功補償裝置的無功出力目標值為Q_{i無功補償目標}=Q_{i無功補償實時}+Q_總差額*Rate_{i無功補償上調}；

（6）若Q_總差額<0并且∑Q_{i逆變器下調}<|Q_總差額|，則第i臺逆變器的無功出力目標值為Q_{i逆變器目標}=Q_{i逆變器實時}+Q_總差額*Rate_{i逆變器下調}；

（7）若Q_總差額<0并且∑Q_{i逆變器下調}≥|Q_總差額|，則第i臺逆變器的無功出力目標值為Q_{i逆變器目標}=Q_{i逆變器實時}-Q_{i逆變器下調}，第i臺無功補償裝置的無功出力目標值為Q_{i無功補償目標}=Q_{i無功補償實時}+Q_總差額*Rate_{i無功補償上調}；

（8）若|U_母線目標-U_母線實時|<U_誤差閥值，則不進行調節，第i臺無功補償裝置的無功出力目標值Q_{i無功補償目標}=Q_{i無功補償實時}，第i臺逆變器的無功出力目標值Q_{i逆變器目標}=Q_{i逆變器實時}，直接等待下一輪調節，U_誤差閥值為預先設定的電壓調節閥值；

（9）若Q_總差額>0并且Q_{總上調空間}=0，或者Q_總差額<0并且Q_{總下調空間}=0，即全站無功上調空間為0，則根據現場具體情況改變變電站變壓器分接頭檔位位置。