一种应用于光伏电站的无功电压控制方法技术

本发明专利技术提供一种应用于光伏电站的无功电压控制方法，包括：判断无功缺额是否超过静止无功补偿发生器的调节范围；若未超过静止无功补偿发生器的调节范围，则静止无功补偿发生器承担无功缺额，否则各个光伏发电单元承担剩余的无功缺额。本发明专利技术以光伏电站并网点电压为控制目标，以降低站内线路损耗为优化原则，考虑了光伏电站内无功功率的优化分配问题，采用分层无功控制的方法，确保并网点的电压在合理范围之内。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于光伏电站的无功电压控制方法
本专利技术属于光伏发电
，尤其涉及一种应用于光伏电站的无功电压控制方法。
技术介绍
随着光伏系统成本的不断降低以及光伏并网技术的日趋成熟，光伏发电在电网中所占的比例不断增大，大规模光伏并网对电网的稳定性影响也就不可忽视了。传统的光伏逆变器一般采用单位功率因数并网，以有功功率为控制目标，可以保证较好的并网电能质量和稳定的有功输出能力，但是却忽视了光伏逆变器的无功输出能力。为了提高光伏电站在电网中的渗透率，可以充分利用其无功输出能力，给电网发生无功缺额时提供一定的无功功率支撑，解决光伏电站并网导致的并网点的电压越限问题，并且可以减少无功补偿装置的投入成本。在现有研究中，光伏电站的无功电压控制策略有基于有功输出的控制，基于并网点电压幅值的Q(U)控制，前者线路中的损耗较大，后者整个系统的调压能力较弱。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对现有无功电压控制策略的不足，提供一种应用于光伏电站的无功电压控制方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。本专利技术采用如下技术方案：在一些可选的实施例中，提供一种应用于光伏电站的无功电压控制方法，包括：判断无功缺额是否超过静止无功补偿发生器的调节范围；若未超过静止无功补偿发生器的调节范围，则所述静止无功补偿发生器承担无功缺额，若超过静止无功补偿发生器的调节范围，则所述静止无功补偿发生器满发，各个光伏发电单元承担剩余的无功缺额。在一些可选的实施例中，该方法之前还包括：监测光伏电站并网点的电压，判断并网点电压是否越界；若所述并网点电压越界，则计算电力系统的无功缺额。在一些可选的实施例中，所述计算电力系统的无功缺额的过程包括：PI控制器依据并网点的电压偏差得到电力系统的无功需求量；将无功需求量所述与现有无功量比较，得到电力系统的无功缺额。在一些可选的实施例中，所述各光伏发电单元承担剩余的无功缺额的过程包括：通过改变无功分配系数ki进行无功分配，第i个光伏发电单元分配到的无功参考量为：其中，ki为无功分配系数，Qiref为第i个光伏发电单元分配到的无功功率，Qsref为静止无功补偿发生器分配到的无功，Qimin为第i个光伏发电单元的无功功率的下限值，Qimax为第i个光伏发电单元的无功功率的上限值。在一些可选的实施例中，获取无功分配系数ki的过程包括：各个光伏发电单元因电阻产生的总的损耗为：其中，UiL为第i个光伏发电单元出口线路上的电压，ri为第i个光伏发电单元出口到光伏电站并网点的等效电阻；第i个光伏发电单元出口到光伏电站并网点的等效电阻为：其中，Ri为集电线路电阻，RTi为光伏发电单元升压变压器电阻；使各个光伏发电单元因电阻产生的总的损耗达到最小值，得到无功分配系数如下：利用无功分配系数对各个光伏发电单元的无功进行优化分配。在一些可选的实施例中，光伏发电单元由多个光伏逆变器构成，给各台光伏逆变器分配无功功率，每台光伏逆变器分到的无功为：其中，Qij,Qij,max,Qiref分别是第i个光伏发电单元第j个逆变器分到的无功，第i个光伏发电单元第j台光伏逆变器的无功功率限值，第i个光伏发电单元分到的无功功率。本专利技术所带来的有益效果：利用光伏逆变器的无功输出能力，对无功功率在光伏发电单元和静止无功补偿发生器间进行合理分配，实现对光伏电站并网点电压的实时控制，保证并网点电压在合理范围内；与现有的无功电压控制策略相比，采用本方法能够对无功进行优化分配，在保证整个系统调压能力的前提下，有效降低无功线路损耗。为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。附图说明图1为本专利技术一种应用于光伏电站的无功电压控制方法的流程示意图；图2为光伏电站等值模型图；图3为无功优化协调控制策略图。具体实施方式以下描述和附图充分地示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本专利技术的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本专利技术以光伏电站并网点电压为控制目标，以降低站内线路损耗为优化原则，考虑了光伏电站内无功功率的优化分配问题，采用分层无功控制的方法，确保光伏电站并网点的电压在合理范围之内。(SVG，StaticVarGenerator)如图1所示，在一些说明性的实施例中，提供一种应用于光伏电站的无功电压控制方法，包括：101：监测光伏电站并网点的电压。图2所示，图中的10kv母线即为光伏电站的并网点，对并网点电压UPOIL进行实时监测。102：判断并网点电压是否越界。若并网点电压未越界，则返回步骤101，继续监测，若并网点电压越界，则进行步骤103。103：计算电力系统的无功缺额。由于光伏电站并网点电压波动量与无功输出量之间近似成线性关系，因此，采用PI控制器得到无功缺额Qref，实现电压的无差控制。传递函数如下：计算电力系统的无功缺额的过程包括：首先，如图3所示，PI控制器依据并网点的电压偏差ε得到电力系统的无功需求量，然后将无功需求量所述与现有无功量Q0比较，得到电力系统的无功缺额Qref。104：判断无功缺额是否超过静止无功补偿发生器(SVG，StaticVarGenerator)的调节范围。105：若无功缺额Qref未超过SVG的调节范围，即Qsmin≤Qref≤Qsmax，则SVG承担无功缺额Qref，即无功缺额Qref优先分配给SVG，图3中经过比较判断后得到的Qsref＝Qref，即无功功率全部由SVG承担，此时光伏发电单元不增发无功。106：若无功缺额超过SVG的调节范围，即若Qref<Qsmin或者Qref>Qsmax，则SVG满发，各个光伏发电单元承担剩余的无功缺额，考虑线路无功损耗最小，在各光伏发电单元间进行无功优化分配。通过改变无功分配系数ki进行无功分配，有效的降低线路损耗，第i个光伏发电单元分配到的无功参考量为：其中，ki为无功分配系数，Qiref为第i个光伏发电单元分配到的无功功率，Qsref为静止无功补偿发生器分配到的无功，Qimin为第i个光伏发电单元的无功功率的下限值，Qimax为第i个光伏发电单元的无功功率的上限值。各个光伏发电单元因电阻产生的总的损耗为：其中，UiL为第i个光伏发电单元出口线路上的电压，ri为第i个光伏发电单元出口到光伏电站并网点的等效电阻；第i个光伏发电单元出口到光伏电站并网点的等效电阻为：其中，Ri为集电线路电阻，RTi为光伏发电单元升压变压器电阻；使各个光伏发电单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于光伏电站的无功电压控制方法，其特征在于，包括：判断无功缺额是否超过静止无功补偿发生器的调节范围；若未超过静止无功补偿发生器的调节范围，则所述静止无功补偿发生器承担无功缺额，若超过静止无功补偿发生器的调节范围，则所述静止无功补偿发生器满发，各个光伏发电单元承担剩余的无功缺额。

【技术特征摘要】
1.一种应用于光伏电站的无功电压控制方法，其特征在于，包括：判断无功缺额是否超过静止无功补偿发生器的调节范围；若未超过静止无功补偿发生器的调节范围，则所述静止无功补偿发生器承担无功缺额，若超过静止无功补偿发生器的调节范围，则所述静止无功补偿发生器满发，各个光伏发电单元承担剩余的无功缺额。2.根据权利要求1所述的一种应用于光伏电站的无功电压控制方法，其特征在于，该方法之前还包括：监测光伏电站并网点的电压，判断并网点电压是否越界；若所述并网点电压越界，则计算电力系统的无功缺额。3.根据权利要求2所述的一种应用于光伏电站的无功电压控制方法，其特征在于，所述计算电力系统的无功缺额的过程包括：PI控制器依据并网点的电压偏差得到电力系统的无功需求量；将无功需求量所述与现有无功量比较，得到电力系统的无功缺额。4.根据权利要求3所述的一种应用于光伏电站的无功电压控制方法，其特征在于，所述各光伏发电单元承担剩余的无功缺额的过程包括：通过改变无功分配系数ki进行无功分配，第i个光伏发电单元分配到的无功参考量为：其中，ki为无功分配系数，Qiref为第i个光伏发电单元分配到的无功功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐妍，颜全椿，范立新，顾文，杨庆胜，徐钢，唐一铭，莫菲，蒋琛，张强，俞建，汤奕，王琦，俞智鹏，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，国网江苏省电力有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32