[發(fā)明專利]一種大規(guī)模新能源并網(wǎng)系統(tǒng)無功補償方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210458548.5
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114899865A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設計）人: 張前進;錢金匯;翟昭榮;劉曉東;劉宿城;方煒;沈浩
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/50;H02J3/16;H02J3/18;H02J3/24
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 何梓秋

本發(fā)明公開了一種大規(guī)模新能源并網(wǎng)系統(tǒng)無功補償方法，屬于新能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：S1：由并網(wǎng)電流及電網(wǎng)電壓計算并聯(lián)補償極限電抗；S2：由并網(wǎng)側(cè)電壓和電流三角形關(guān)系計算并聯(lián)補償無功量及補償電流；S3：由實際電網(wǎng)電抗及并聯(lián)補償極限電抗計算串聯(lián)補償無功量。本發(fā)明通過計算并聯(lián)無功補償極限電抗，根據(jù)實際電網(wǎng)電抗與并聯(lián)無功補償極限電抗之間的關(guān)系，利用電壓、電流三角形關(guān)系計算不同電網(wǎng)情況下新能源系統(tǒng)的并聯(lián)和串聯(lián)無功補償量，可以避免傳統(tǒng)無功配置中因無功補償失效而導致的系統(tǒng)振蕩不穩(wěn)定等問題，值得被推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大規(guī)模新能源并網(wǎng)系統(tǒng)無功補償方法。

背景技術(shù)

為應對日益嚴峻的能源危機，世界各國都在加大對新能源的發(fā)展和利用。光伏、風電等可再生能源發(fā)電在我國得到了迅速發(fā)展。大量電力電子設備的投入改變了電力系統(tǒng)的運行及控制方式，對系統(tǒng)的電壓及頻率控制帶來新的挑戰(zhàn)。

對于大規(guī)模新能源并網(wǎng)系統(tǒng)而言，由于并網(wǎng)容量較大，且傳輸線路阻抗較大，并網(wǎng)系統(tǒng)容易出現(xiàn)電壓問題。無功補償是維持系統(tǒng)電壓的有效方式，根據(jù)其補償方式的不同可以分為串聯(lián)補償和并聯(lián)補償兩種。其中，并聯(lián)補償主要通過在新能源電站并聯(lián)電容器、靜止同步補償器及靜止無功補償器等設備，實現(xiàn)系統(tǒng)的無功補償。串聯(lián)補償主要通過在傳輸線路中串聯(lián)電容器及靜止同步串聯(lián)補償器等實現(xiàn)對線路感抗的等效抵消。

由于新能源并網(wǎng)系統(tǒng)中逆變器的控制特點及無功補償?shù)膶崿F(xiàn)原理限制，新能源并網(wǎng)系統(tǒng)中的無功補償并不能完全根據(jù)系統(tǒng)的無功需求進行設置，在并網(wǎng)容量及線路阻抗較大的情況下，無功補償有可能出現(xiàn)補償失效的問題。此時，雖然無功設備補償容量滿足要求，新能源并網(wǎng)系統(tǒng)也會出現(xiàn)并網(wǎng)電壓不穩(wěn)定及振蕩脫網(wǎng)現(xiàn)象。因此，有必要根據(jù)新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的運行特點及不同的無功補償形式，研究能夠滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性要求的無功補償方法。為此，本發(fā)明提出一種大規(guī)模新能源并網(wǎng)系統(tǒng)無功補償方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：大規(guī)模新能源并網(wǎng)系統(tǒng)中并聯(lián)無功補償及串聯(lián)無功補償一般獨立配置，且無功補償控制多根據(jù)并網(wǎng)電壓變化而增大或減小相應的無功補償量，并沒有考慮逆變器的控制特點及無功補償極限，從而容易導致并網(wǎng)系統(tǒng)無功補償失效及系統(tǒng)振蕩問題。本發(fā)明提供了一種大規(guī)模新能源并網(wǎng)系統(tǒng)無功補償方法，該方法能夠解決無功補償不當而導致的補償失效及系統(tǒng)振蕩的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的，本發(fā)明包括以下步驟：

S1：由并網(wǎng)電流及電網(wǎng)電壓計算并聯(lián)補償極限電抗；

S2：由并網(wǎng)側(cè)電壓和電流三角形關(guān)系計算并聯(lián)補償無功量及補償電流；

S3：由實際電網(wǎng)電抗及并聯(lián)補償極限電抗計算串聯(lián)補償無功量。

更進一步地，在所述步驟S1中，并聯(lián)補償極限電抗如下：

其中，X_mc為并聯(lián)補償極限電抗值，I_rn為逆變器總輸出電流有效值，V_g為電網(wǎng)電壓有效值。

更進一步地，在所述步驟S2中，當X_LX_mc時，則并聯(lián)無功補償設計為：

其中，I_g為流經(jīng)X_L的總電流有效值，X_L為實際電網(wǎng)電抗，Q_pc為并聯(lián)無功補償量；

由并網(wǎng)側(cè)電壓和電流三角形關(guān)系，計算并聯(lián)補償電流有效值I_c為：