[發明專利]基于逆變器和通信專網的光伏發電站無功補償系統及方法

在審

• 申請號: 201611178136.7
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN108206525A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 丁杰;張軍軍;周鄴飛;鄭飛;黃晶生;曹磊;秦筱迪;張曉琳;董瑋;李紅濤
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J3/38;H02S40/32
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于逆變器和通信專網的光伏發電站無功補償系統，其特征在于，所述系統包括依次連接的無功控制系統、無功補償器、光纖環網和光伏電站逆變器群。

2.如權利要求1所述的光伏發電站無功補償系統，其特征在于，所述無功補償器位于電站并網點，用于通過以太網接口接收光伏電站無功控制系統調度指令，并且實時采集光伏電站并網點的三相電壓電流信號，設置光伏電站內分散式電站逆變器群的運行模式，根據當前運行模式計算出當前電站總無功補償值，通過平均值分配方式，采用光纖環網的通信專網和UDP廣播方式下發無功補償指令值至各逆變器，最終響應光伏電站并網點電壓波動事件或光伏電站AVC調度指令。

3.如權利要求1所述的光伏發電站無功補償系統，其特征在于，所述光纖環網由光纖交換機1、光纖交換機2、光纖交換機3，……，光纖交換機n依次通過光纖連接構成，每臺光纖交換機i與光伏電站逆變器群中相對應的逆變器i通過以太網接口進行對接；i＝1、2、3……n。

4.如權利要求1所述的光伏發電站無功補償系統，其特征在于，所述光伏電站逆變器群中的每臺逆變器均通過自身以太網接口接收來自光纖環網的無功補償器的無功補償指令值數據包，逆變器i與光纖交換機i的以太網接口協議均為自定義的收/發協議，逆變器i通過自身以太網接口接收的電平比特流信號硬件解析無功補償指令值數據包；

每臺逆變器解析出無功補償指令值后，啟動自身控制直至完成無功調節至目標值。

5.一種基于逆變器和通信專網的光伏發電站無功補償系統的補償方法，其特征在于，所述方法包括以下工作模式：

(1)恒定電壓閉環控制工作模式；

(2)定無功功率、定功率因數控制工作模式；

(3)夜間無功支撐工作模式。

6.如權利要求5所述的光伏發電站無功補償系統的補償方法，其特征在于，所述的恒定電壓閉環控制工作模式(1)包括：設定光伏電站運行于某一恒定電壓值，實時采集光伏電站并網點的三相電壓電流信號，根據所述恒定電壓值與實時采集的光伏電站并網點的三相電壓作差后，經比例積分調節器計算輸出當前電站總無功補償值，通過平均值分配方式，采用光纖環網的通信專網和UDP廣播方式下發均分后的無功補償指令值至各逆變器；

每臺逆變器均通過自身以太網接口接收來自光纖環網的無功補償器的無功補償指令值數據包，逆變器i與光纖交換機i的以太網接口協議均為自定義的收/發協議，逆變器i通過自身以太網接口接收的電平比特流信號硬件解析無功補償指令值數據包；每臺逆變器解析出無功補償指令值后，將啟動自身的無功外環與電流內環的雙閉環控制直至完成無功調節至當前每臺逆變器所解析出無功補償指令值。

7.如權利要求6所述的光伏發電站無功補償系統的補償方法，其特征在于，所述恒定電壓值指的是光伏電站并網點額定電壓的0.9倍至1.1倍之間。

8.如權利要求5所述的光伏發電站無功補償系統的補償方法，其特征在于，所述的定無功功率、定功率因數控制工作模式(2)包括：設定光伏電站運行于恒定無功功率目標值，或者根據當前光伏電站的有功功率和定功率因數計算出當前光伏電站應該運行的無功功率目標值，通過平均值分配該無功功率目標值的方式，采用光纖環網的通信專網和UDP廣播方式下發均分后的無功補償指令值至各逆變器；

每臺逆變器均通過自身以太網接口接收來自光纖環網的無功補償器的無功補償指令值數據包，逆變器i與光纖交換機i的以太網接口協議均為自定義的收/發協議，逆變器i通過自身以太網接口接收的電平比特流信號硬件解析無功補償指令值數據包；每臺逆變器解析出無功補償指令值后，將啟動自身的無功外環與電流內環的雙閉環控制直至完成無功調節至當前每臺逆變器所解析出無功補償指令值。

9.如權利要求5所述的光伏發電站無功補償系統的補償方法，其特征在于，所述的夜間無功支撐工作模式(3)包括：無功補償器位于電站并網點，用于通過以太網接口接收光伏電站無功控制系統調度指令，通過平均值分配光伏電站無功控制系統調度指令的方式，采用光纖環網的通信專網和UDP廣播方式下發均分后的無功補償指令值至各逆變器；

每臺逆變器均通過自身以太網接口接收來自光纖環網的無功補償器的無功補償指令值數據包，逆變器i與光纖交換機i的以太網接口協議均為自定義的收/發協議，逆變器i通過自身以太網接口接收的電平比特流信號硬件解析無功補償指令值數據包；每臺逆變器解析出無功補償指令值后，將啟動自身的無功外環與電流內環的雙閉環控制直至完成無功調節至當前每臺逆變器所解析出無功補償指令值。