一种基于无功补偿技术的新能源发电并网控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于无功补偿技术的新能源发电并网控制系统，包括配电网和接入配电网的新能源发电单元，新能源发电单元依次通过汇流箱、逆变器和第一变压器与配电网相连接，还包括无功补偿单元，无功补偿单元包括与逆变器并联连接的电感器组、以及连接在电感器组和逆变器之间的单刀多置开关；电感器组包括多个串联连接的电感、以及与每个电感的输入端相连接的分接导线，单刀多置开关接通逆变器和电感器组中多根分接导线中的一根分接导线。本实用新型专利技术中，无功补偿单元采用逆变器并接电感器组的形式，在逆变器的无功吸收能力不足时，电感器组工作，吸收多余的无功，大大增强了逆变器的无功补偿能力，满足分布式电源无功控制方法的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无功补偿技术的新能源发电并网控制系统
本技术涉及配电网控制系统的建设，特别是涉及一种基于无功补偿技术的新能源发电并网控制系统。
技术介绍
目前，国内配电网中分布式电源的渗透率日益增大，国家电网公司采用了一系列的分布式电源控制方法来保证配电网的正常运行。这些控制方法大多是对分布式电源输出的功率进行调节，以达到调节母线电压的目的。这些控制方式在一定程度上解决了新能源发电入网的困难，但也存在能源利用率不高和损害新能源电场收益的问题。为了提高新能源发电的利用率，目前提出了一种以削弱新能源接入对配网电压影响为目标的分布式电源无功控制方法。这种控制方法是利用逆变器吸收的无功来抵消分布式电源输出的有功对配网的影响，该控制方法有效解决了新能源发电入网的问题，也保障了新能源的利用率，并且很好的配合了传统的配网控制方案。但是，由于这种新型的控制方法是利用逆变器吸收的无功来抵消分布式电源输出有功带来的影响，故对逆变器的无功补偿能力提出了挑战。然而，当前新能源电场一般采用的逆变器的无功调节能力为其额定容量的46％，这并不能很好的满足这种控制方式的要求。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺陷和各种不足之处，本技术要解决的技术问题在于提供一种基于无功补偿技术的新能源发电并网控制系统，其能够增强逆变器的无功补偿能力，满足分布式电源无功控制方法的需要。为实现上述目的，本技术提供一种基于无功补偿技术的新能源发电并网控制系统，包括配电网和接入配电网的新能源发电单元，所述新能源发电单元依次通过汇流箱、逆变器和第一变压器与所述配电网相连接，还包括无功补偿单元，所述无功补偿单元包括与所述逆变器并联连接的电感器组、以及连接在电感器组和逆变器之间的单刀多置开关；所述电感器组包括多个串联连接的电感、以及与每个电感的输入端相连接的分接导线，所述单刀多置开关接通逆变器和电感器组中多根分接导线中的一根分接导线。进一步地，还包括数据采集器和控制器，所述数据采集器与新能源发电单元和逆变器相连接，所述数据采集器和单刀多置开关都与控制器相连接。进一步地，所述配电网包括依次相连的主网发电单元、第一阻抗、第二变压器和第二阻抗，所述新能源发电单元与第二阻抗相连接，所述配电网在第二阻抗处连接负荷。本技术涉及的基于无功补偿技术的新能源发电并网控制系统具有以下有益效果：本技术中，无功补偿单元采用逆变器并接电感器组的形式，在逆变器的无功吸收能力不足时，电感器组工作，吸收多余的无功，大大增强了逆变器的无功补偿能力，有效抵消分布式电源(即新能源发电单元)接入对配电网的影响，满足分布式电源无功控制方法的需要。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图对本专利进行详细说明。附图说明图1为本申请中新能源发电并网控制系统的单线模型图。图2为本申请中新能源发电并网控制系统的结构示意图。图3为本申请中无功补偿单元的结构示意图。元件标号说明1新能源发电单元2汇流箱3逆变器4第一变压器5电感器组6单刀多置开关7主网发电单元8第一阻抗9第二变压器10第二阻抗11负荷12第一分接导线13第二分接导线14第三分接导线15配电网具体实施方式下面结合附图对本技术的优选实施例进行详细介绍。如图1和图2所示，本技术提供一种基于无功补偿技术的新能源发电并网控制系统，包括配电网15和接入配电网15的新能源发电单元1，所述新能源发电单元1依次通过汇流箱2、逆变器3和第一变压器4与所述配电网15相连接。所述配电网15包括依次相连的主网发电单元7、第一阻抗8、第二变压器9和第二阻抗10，所述新能源发电单元1与第二阻抗10相连接，所述配电网15在第二阻抗10处连接负荷11，主网发电单元7和新能源发电单元1同时向负荷11供电。所述第二变压器9优选采用有载调压变压器，通过对有载调压变压器的分接头的调节、配合分布式电源的控制，进而达到控制配网的目的。上述新能源发电并网控制系统中，利用逆变器3吸收的无功来抵消分布式电源(即新能源发电单元1)输出的有功对配电网15的影响，进而解决新能源发电单元1并入配电网15的问题，能够保证新能源发电单元1的利用率。为了增强逆变器3的无功补偿能力，新能源发电并网控制系统还包括无功补偿单元，如图1和图3所示，所述无功补偿单元包括与所述逆变器3并联连接的电感器组5、以及连接在电感器组5和逆变器3之间的单刀多置开关6；所述电感器组5包括多个串联连接的电感、以及与每个电感的输入端相连接的分接导线，所述单刀多置开关6接通逆变器3和电感器组5中多根分接导线中的一根分接导线。本技术涉及的基于无功补偿技术的新能源发电并网控制系统中，无功补偿单元采用逆变器3并接电感器组5的形式，在逆变器3的无功吸收能力不足时，电感器组5工作，吸收多余的无功，大大增强了逆变器3的无功吸收能力，抵消分布式电源输出的有功对其所接入的母线电压的提升，满足分布式电源无功控制方法的需要。上述基于无功补偿技术的新能源发电并网控制系统中，在以削弱新能源发电单元1接入对配网电压影响为目标的分布式电源无功控制方法中，需要逆变器3吸收的无功可表示为：式(1)中，R和X分别为线路的电阻和电抗，PG为新能源发电单元1注入节点的有功功率。进一步地，所述逆变器3的无功调节能力和逆变器3的容量有关，具体关系为：式(2)中，Qmax为逆变器3的最大无功输出容量；P为新能源发电单元1发出的有功功率；SIN为逆变器3的容量。目前，国内新能源电场采用的逆变器3的容量一般高于新能源发电单元1额定功率的0～10％。在新能源发电单元1的输出功率达到额定时，超出逆变器3吸收能力的无功为：无功补偿单元中需要并接的电感器组5的大小为其中，U为电感器组5并接处的电压，通过单刀多置开关6与电感器组5中分接导线的连接、来调节控制接入的电感的大小，进而调节电感器组5所能吸收的无功的能力，依次来提升逆变器3的无功补偿能力。本申请中，电感器组5中的电感有三个，分别为第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3，因此，分接导线也为三根，分别为接在第一电感L1输入端处的第一分接导线12、接在第二电感L2输入端处的第二分接导线13、以及接在第三电感L3输入端处的第三分接导线14，第三电感L3的输出端接地；当单刀多置开关6与第一分接导线12相连接时，则接入的电感大小为L1+L2+L3；当单刀多置开关6与第二分接导线13相连接时，则接入的电感大小为L2+L3；当单刀多置开关6与第三分接导线14相连接时，则接入的电感大小为L3。为了实现自动控制，本技术还包括数据采集器和控制器，所述数据采集器与新能源发电单元1和逆变器3相连接，用于采集新能源发电单元1输出的有功和逆变器3的额定容量，所述数据采集器和单刀多置开关6都与控制器相连接，故控制器可根据数据采集器的反馈来控制单刀多置开关6与分接导线的连接，进而自动控制接入的电感大小。综上所述，本技术有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。以上对本技术实施例所提供的一种基于无功补偿技术的新能源发电并网控制系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本技术实施例的思想，在具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无功补偿技术的新能源发电并网控制系统，包括配电网(15)和接入配电网(15)的新能源发电单元(1)，所述新能源发电单元(1)依次通过汇流箱(2)、逆变器(3)和第一变压器(4)与所述配电网(15)相连接，其特征在于：还包括无功补偿单元，所述无功补偿单元包括与所述逆变器(3)并联连接的电感器组(5)、以及连接在电感器组(5)和逆变器(3)之间的单刀多置开关(6)；所述电感器组(5)包括多个串联连接的电感、以及与每个电感的输入端相连接的分接导线，所述单刀多置开关(6)接通逆变器(3)和电感器组(5)中多根分接导线中的一根分接导线。

【技术特征摘要】
1.一种基于无功补偿技术的新能源发电并网控制系统，包括配电网(15)和接入配电网(15)的新能源发电单元(1)，所述新能源发电单元(1)依次通过汇流箱(2)、逆变器(3)和第一变压器(4)与所述配电网(15)相连接，其特征在于：还包括无功补偿单元，所述无功补偿单元包括与所述逆变器(3)并联连接的电感器组(5)、以及连接在电感器组(5)和逆变器(3)之间的单刀多置开关(6)；所述电感器组(5)包括多个串联连接的电感、以及与每个电感的输入端相连接的分接导线，所述单刀多置开关(6)接通逆变器(3)和电感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘武，周竞峰，董世勇，吴剑，宋伟，付伟唐，刘海洋，李孟东，陆旭，张可佳，郑理科，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司内江供电公司，
类型：新型
国别省市：四川,51