[發明專利]一種應用于光伏電站的無功電壓控制方法

在審

• 申請號: 201810332288.0
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108448588A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 徐妍;顏全椿;范立新;顧文;楊慶勝;徐鋼;唐一銘;莫菲;蔣琛;張強;俞建;湯奕;王琦;俞智鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇方天電力技術有限公司;國網江蘇省電力有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/38
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 李小靜

本發明提供一種應用于光伏電站的無功電壓控制方法，包括：判斷無功缺額是否超過靜止無功補償發生器的調節范圍；若未超過靜止無功補償發生器的調節范圍，則靜止無功補償發生器承擔無功缺額，否則各個光伏發電單元承擔剩余的無功缺額。本發明以光伏電站并網點電壓為控制目標，以降低站內線路損耗為優化原則，考慮了光伏電站內無功功率的優化分配問題，采用分層無功控制的方法，確保并網點的電壓在合理范圍之內。

技術領域

本發明屬于光伏發電技術領域，尤其涉及一種應用于光伏電站的無功電壓控制方法。

背景技術

隨著光伏系統成本的不斷降低以及光伏并網技術的日趨成熟，光伏發電在電網中所占的比例不斷增大，大規模光伏并網對電網的穩定性影響也就不可忽視了。傳統的光伏逆變器一般采用單位功率因數并網，以有功功率為控制目標，可以保證較好的并網電能質量和穩定的有功輸出能力，但是卻忽視了光伏逆變器的無功輸出能力。

為了提高光伏電站在電網中的滲透率，可以充分利用其無功輸出能力，給電網發生無功缺額時提供一定的無功功率支撐，解決光伏電站并網導致的并網點的電壓越限問題，并且可以減少無功補償裝置的投入成本。

在現有研究中，光伏電站的無功電壓控制策略有基于有功輸出的控制，基于并網點電壓幅值的Q(U)控制，前者線路中的損耗較大，后者整個系統的調壓能力較弱。

發明內容

有鑒于此，本發明針對現有無功電壓控制策略的不足，提供一種應用于光伏電站的無功電壓控制方法。為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關鍵/重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現一些概念，以此作為后面的詳細說明的序言。

本發明采用如下技術方案：

在一些可選的實施例中，提供一種應用于光伏電站的無功電壓控制方法，包括：判斷無功缺額是否超過靜止無功補償發生器的調節范圍；若未超過靜止無功補償發生器的調節范圍，則所述靜止無功補償發生器承擔無功缺額，若超過靜止無功補償發生器的調節范圍，則所述靜止無功補償發生器滿發，各個光伏發電單元承擔剩余的無功缺額。

在一些可選的實施例中，該方法之前還包括：監測光伏電站并網點的電壓，判斷并網點電壓是否越界；若所述并網點電壓越界，則計算電力系統的無功缺額。

在一些可選的實施例中，所述計算電力系統的無功缺額的過程包括：PI控制器依據并網點的電壓偏差得到電力系統的無功需求量；將無功需求量所述與現有無功量比較，得到電力系統的無功缺額。

在一些可選的實施例中，所述各光伏發電單元承擔剩余的無功缺額的過程包括：通過改變無功分配系數k_i進行無功分配，第i個光伏發電單元分配到的無功參考量為：

其中，k_i為無功分配系數，Q_iref為第i個光伏發電單元分配到的無功功率，Q_sref為靜止無功補償發生器分配到的無功，Q_imin為第i個光伏發電單元的無功功率的下限值，Q_imax為第i個光伏發電單元的無功功率的上限值。

在一些可選的實施例中，獲取無功分配系數k_i的過程包括：

各個光伏發電單元因電阻產生的總的損耗為：

其中，U_iL為第i個光伏發電單元出口線路上的電壓，r_i為第i個光伏發電單元出口到光伏電站并網點的等效電阻；

第i個光伏發電單元出口到光伏電站并網點的等效電阻為：