[發明專利]一種光伏并網系統多無功源協調出力的控制方法

在審

• 申請號: 201810988916.0
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109149662A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 王寶華;龐偉;鄒德龍;呂珺平;陳沖
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50;H02J3/38
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 封睿

1.一種光伏并網系統多無功源協調出力的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、無功整定：實時檢測并網點電壓值，計算所需補償的無功功率參考值；

步驟2、無功分配：根據網絡有功最小原則計算各無功源的最優分配系數，確定分配給光伏并網逆變器和無功補償設備補償無功功率；

步驟3、容量限制判斷：根據各光伏并網逆變器的當前有功出力、無功出力、功率因數上下限和無功補償設備的運行狀態，確定各無功源的可發無功范圍，校驗分配給各無功源的補償無功功率是否在其可發無功范圍，若是，則轉至步驟5，否則轉至步驟4；

步驟4、無功調整：對于分配的補償無功功率超過可發無功范圍的無功源，按照可發無功上限進行無功功率補償，計算新的無功功率缺額，對于分配的補償無功功率未超過可發無功范圍的無功源，調整最優分配系數，分配新的無功功率缺額，并轉至步驟3；

步驟5、各無功源按各自無功分配結果協調出力，共同調節并網點電壓。

2.根據權利要求1所述的光伏并網系統多無功源協調出力的控制方法，其特征在于，步驟1計算所需補償的無功功率參考值的具體方法為：

式中，U₁，U₂，U₃，U₄分別表示各階段并網電壓邊界值的標幺值，根據光伏并網規程取U₁＝0.95，U₂＝0.98，U₃＝1.02，U₄＝1.05，Q_max為所有無功源可發無功最大值的和。

3.根據權利要求1所述的光伏并網系統多無功源協調出力的控制方法，其特征在于，步驟2按照網絡有功最小求解各光伏并網逆變器的最優分配系數：

式中，R_i為逆變器i所在集電線路的電阻，k_i逆變器i的最優分配系數，n為系統中逆變器個數；

按照最優分配系數k_i進行分配，各光伏并網逆變器出力為：

Q_invi＝k_iQ_ref

式中，Q_invi為逆變器i分配的無功補償功率，Q_ref為所需補償的無功功率參考值；

無功補償裝置采用SVG補償，其出力為：

式中，Q_SVG為無功補償裝置分配的無功補償功率。

4.根據權利要求1所述的光伏并網系統多無功源協調出力的控制方法，其特征在于，步驟3中各逆變器的可發無功范圍受其視在功率和本身容量的限制；

考慮逆變器視在功率，有：

式中，Q_i為第i臺逆變器的可發無功功率，P_i為第i臺逆變器的有功功率，λ_imin和λ_imax為第i臺逆變器功率因數上、下限；

考慮到逆變器本身的容量限制，有：

式中，S_imax表示第i臺逆變器的容量；

所以，每臺逆變器的無功約束表示為：

相當于每臺并網逆變器的無功容量范圍為：

式中，Q_imin表示第i臺逆變器的感性無功容量，Q_imax表示第i臺逆變器的容性無功容

量；

同時無功補償裝置所發無功也應在其容量范圍內，有：

Q_c≤Q_cmax

式中，Q_cmax表示無功補償裝置容量。

5.根據權利要求4所述的光伏并網系統多無功源協調出力的控制方法，其特征在于，步驟4根據各逆變器分配的無功功率與可發無功上、下限的關系，調整無功分配，具體是：

若第i臺逆變器發出的無功功率Q_invi≥Q_imax，則Q_invi＝Q_imax，即對于超出感性無功容量的逆變器按其感性無功容量進行出力，且不參與后續再分配過程；

若第i臺逆變器發出的無功功率Q_invi≤Q_imin，則Q_invi＝Q_imin，即對于超出容性無功容量的逆變器按其容性無功容量進行出力，且不參與后續再分配過程；

若第i臺逆變器發出的無功功率滿足無功約束，即Q_imin＜Q_invi＜Q_imax，將無功功率參考值與不滿足約束的逆變器所分配的無功功率作差，得到新的無功缺額并將對應的最優分配系數進行歸一化處理，得到新的最優分配系數按照重新分配新的無功缺額，其中新的最優分配系數：

式中，k_i逆變器i的最優分配系數，m為滿足無功約束的逆變器個數。