[發明專利]光伏并網逆變器的無功補償方法、裝置及光伏并網逆變器

在審

• 申請號: 201610530369.2
• 申請日: 2016-07-07
• 公開（公告）號: CN107591816A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 戴志威;魏學海;唐弘揚;陳景熙
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 許靜,安利霞

技術領域

本發明涉及新能源電力電子控制技術領域，尤其涉及光伏并網逆變器的無功補償方法、裝置及光伏并網逆變器。

背景技術

光伏電站項目運行的負荷多為感性負荷。大量存在的感性負荷，不僅造成系統功率因數過低，生產效率降低，企業電能費用支出增加，還會引起電網電壓波動，嚴重時影響帶載設備的安全運行，給企業帶來不必要的經濟損失。根據《國家電網公司光伏電站接入電網技術規定》規定，大型和中型光伏電站的功率因數應該能夠在0.98(超前)～0.98(滯后)范圍內連續可調。因而，大型集中式和分布式光伏電站需要通過無功補償的方式來提高功率因數，保證電能質量和電網安全。

光伏電站中運行的無功需求設備主要是感性元件——升壓變壓器。為提高功率因素，降低損耗，保證電網系統穩定，根據國家標準《GB/T29321-2012光伏發電站無功補償技術規范》規定：光伏發電站應充分利用并網逆變器的無功容量及其調節能力，當并網逆變器的無功容量不能滿足系統電壓與無功調節需要時，應在光伏發電站配置集中無功補償裝置，并綜合考慮光伏發電站各種出力水平和接入系統后各種運行工況下的暫態、動態過程，配置足夠容量的動態無功補償裝置。

其中，現行光伏電站項目的無功補償尤其是夜間無功補償主要采用的加裝無功補償器(SVG)的方法存在以下幾點問題：

1、光伏并網逆變器的無功補償能力沒有得到充分挖掘，從而造成無功補償裝置容量浪費和配置成本提高；

2、無功補償裝置的引入，提高了電站運營維護成本，也降低了系統可靠性；

3、相比光伏并網逆變器夜間不停機工作，現行方法縮減了光伏逆變器交流接觸器壽命。

發明內容

為了克服現有技術中存在的上述問題，本發明的實施例提供了光伏并網逆變器的無功補償方法、裝置及光伏并網逆變器，能夠實現有功功率輸出模式和無功功率補償模式的自動切換，有效解決了光伏電站無功補償裝置引入的容量浪費和成本增加問題和缺陷。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

依據本發明實施例的一個方面，提供了一種光伏并網逆變器的無功補償方法，包括：

當光伏并網逆變器處于有功功率輸出模式時，獲取光伏電池的第一輸出狀態信息；

判斷所述第一輸出狀態信息是否滿足第一切換條件；

當所述第一輸出狀態信息滿足所述第一切換條件時，將所述光伏并網逆變器從所述有功功率輸出模式切換到無功功率補償模式；

當所述光伏并網逆變器處于所述無功功率補償模式時，獲取所述光伏電池的第二輸出狀態信息；

判斷所述第二輸出狀態信息是否滿足第二切換條件；

當所述第二輸出狀態信息滿足所述第二切換條件時，將所述光伏并網逆變器從所述無功功率補償模式切換到所述有功功率輸出模式。

其中，上述方案中，所述第一輸出狀態信息包括所述光伏電池的輸出功率或輸出電壓，所述判斷所述第一輸出狀態信息是否滿足第一切換條件的步驟，包括：

當所述光伏電池的輸出功率小于第一功率閾值時，判斷所述光伏電池的輸出功率小于所述第一功率閾值所持續的第一時長是否達到第一時間閾值，若所述第一時長達到所述第一時間閾值，則所述第一輸出狀態信息滿足所述第一切換條件；或者

當所述光伏電池的輸出電壓小于第一電壓閾值時，判斷所述光伏電池的輸出電壓小于所述第一電壓閾值所持續的第二時長是否達到所述第一時間閾值，若所述第二時長達到所述第一時間閾值，則所述第一輸出狀態信息滿足所述第一切換條件。

其中，上述方案中，所述將所述光伏并網逆變器從所述有功功率輸出模式切換到無功功率補償模式，包括：

關閉所述光伏并網逆變器的最大功率追蹤功能；

按照第一預設步長，逐步增大所述光伏電池的輸出電壓，直到所述光伏電池的輸出電流達到第一電流閾值時，停止增大所述光伏電池的輸出電壓，并將所述光伏電池當前的輸出電壓記錄為第一母線穩壓值；

調整所述光伏并網逆變器的母線電壓，使其穩定在所述第一母線穩壓值；

當所述母線電壓的電壓值穩定在所述第一母線穩壓值的持續時長達到第二時間閾值時，斷開所述光伏電池與所述光伏并網逆變器之間的連接；

調整所述光伏并網逆變器的母線電壓，使其穩定在第二母線穩壓值，所述光伏并網逆變器進入所述無功功率補償模式；

其中，所述第二母線穩壓值大于所述光伏逆變器的交流線電壓峰值。

其中，上述方案中，所述第二輸出狀態信息包括所述光伏電池的開路電壓；