计及有功输出状态的大型光伏电站AVC控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种计及有功输出状态的大型光伏电站AVC控制方法，包括获取光伏电站运行状态信息；当运行状态信息中的PPC点实际电压不低于阈值时，如果AVC系统从电网侧接收的是电压指令，则计算本次光伏电站所需调整的无功功率；如果AVC系统从电网侧接收的是无功指令，则进行无功补偿与逆变器之间的无功指令分配、光伏电站内部各条馈线之间无功指令分配以及各条馈线上各台逆变器之间的无功指令分配。也公开了控制系统，包括采集模块、判断模块、无功功率计算模块和无功指令分配模块。本发明专利技术实现了光伏电站中SVG/SVC与逆变器、逆变器之间的无功出力协同运行，有效防止了无功长距离流动，减少了电站内部集电线路损耗。

【技术实现步骤摘要】
计及有功输出状态的大型光伏电站AVC控制方法及系统
本专利技术涉及一种大型光伏电站AVC控制方法及系统，具体涉及一种计及有功输出状态的大型光伏电站AVC控制方法及系统，属于新能源发电自动控制领域。
技术介绍
随着光伏发电成本的降低以及发电效益的增加，建设大型光伏电站已经成为开发太阳能的重要途径。大型光伏电站内部逆变器是通过分组分串的形式接入馈线，多条馈线汇入母线后再集中送出。随着光伏电站装机容量的不断增加，光伏并网发电将对电网电压产生的影响不可忽视，光伏发电系统本身的光照强度、温度变化等都会引起并网电压波动甚至越限，因此，大型光伏电站必须参与电网调压控制，必要时给电网提供紧急无功支撑。光伏电站传统的AVC控制采用等裕度的无功分配方法，在大型光伏电站内部网络中，由于等裕度无功分配可能出现无功长距离流动，增加光伏电站内部功率损耗。随着大型光伏电站接入逆变器数量越来越多，内部网络复杂化，如何有效协调SVG/SVC与逆变器、逆变器之间的无功输出，防止无功长距离流动，减少光伏电站内部功率损耗是急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种大型光伏电站AVC控制方法及系统，解决了传统等裕度无功分配引起的无功长距离流动、光伏电站内部功率损耗增加等问题。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种大型光伏电站AVC控制方法，包括，获取光伏电站运行状态信息；当运行状态信息中的PPC点实际电压不低于阈值时，如果AVC系统从电网侧接收的是电压指令，则计算本次光伏电站所需调整的无功功率；如果AVC系统从电网侧接收的是无功指令，则进行无功指令分配，无功指令分配包括无功补偿与逆变器之间的无功指令分配、光伏电站内部各条馈线之间无功指令分配以及各条馈线上各台逆变器之间的无功指令分配。按照电压和无功转换关系，计本次光伏电站所需调整的无功功率。电压和无功转换关系为，其中，ΔQT为整个光伏电站无功需求改变量，Upcc为PCC点的实际电压，X、R分别为PPC点系统侧等效电阻和电抗，ΔUpcc为PPC点电压调整量，ΔUpcc＝Utarget-Upcc，Utarget为运行状态信息中电网下达给风电场的电压控制目标，ukT％、ukt％分别为光伏电站主变、箱变的短路阻抗，SN1为主变的额定容量，SN2为箱变的额定容量和，ΔP为两次调整之间的电站有功输出的变化量，P为运行状态信息中整个光伏电站的有功输出。无功补偿与逆变器之间的无功指令分配，具体为，计算光伏电站逆变器及SVG/SVC可调整的感性无功和容性无功总量，按照保留最大动态无功容量原则进行无功指令分配，即如果逆变器的可调整无功总量可以满足本次调节需求，则全部由逆变器承担本次调节，SVG/SVC不参与本次调节；否则，将逆变器无法满足的本次调节的空缺调节量，由SVG/SVC补足。逆变器可调整的无功总量公式为，其中，ΔQmax_ij为第i条馈线第j个逆变器可调整的无功量，ΔQtotal逆变器为逆变器总的无功可调量，其中，以发出感性无功为正；PN为逆变器额定功率，PFmax为逆变器最大运行功率因数，Qcurij为运行状态信息中第i条馈线第j个逆变器的无功输出状态，m为光伏电站内馈线条数，k为每条馈线逆变器个数。SVG/SVC可调整的无功总量公式为，其中，ΔQc表示SVG/SVC的无功可调总量，QL.max,QC.max分别为SVG/SVC最大感性无功和容性无功输出量，Qcur为运行状态信息中SVG/SVC当前无功输出量，以输出感性无功为正。按照如下公式来分配SVG/SVC和逆变器之间的无功；对于SVC/SVG、整个光伏电站逆变器无功调整指令：其中，ΔQref.c为SVC/SVG需要调整的无功量，ΔQref.逆变器total为整个光伏电站逆变器需要的调整的无功量，ΔQT为整个光伏电站无功需求改变量，ΔQtotal逆变器为逆变器总的无功可调量。光伏电站内部各条馈线之间无功指令分配，具体为，计算光伏电站内每条馈线可调整的感性和容性无功总量，按照等裕度法，计算每条馈线无功指令。每条馈线无功指令公式为，其中，QREF馈线i为馈线i的总的无功指令，ΔQ馈线i为馈线i需要调整的无功量，Qcurij为运行状态信息中第i条馈线第j个逆变器的无功输出状态。各条馈线上各台逆变器之间的无功指令分配，具体为，计算每台逆变器的最小无功阈值，按照最小无功流动的原则进行无功指令分配；即根据逆变器与并网母线之间的距离划分优先级，优先让距离母线近的逆变器在最小无功输出阈值的基础上追加无功输出，直至满足馈线无功输出要求。最小无功阈值公式为，其中，Qijmin为第i条馈线第j个逆变器的最小无功阈值，ukt％为光伏电站箱变的短路阻抗，SN2为箱变的额定容量和，Pcurij为运行状态信息中第i条馈线第j个逆变器的有功输出状态。假设第i条馈线第h个逆变器完成无功指令追加，那么各逆变器的无功指令为，其中，QREFij为第i条馈线第j个逆变器的无功指令，Qijmax为第i条馈线第j个逆变器的最大无功输出能力，QREF馈线i为馈线i的总的无功指令，Qijmin为第i条馈线第j个逆变器的最小无功阈值，PFmax为逆变器最大运行功率因数，PN为逆变器额定功率。一种大型光伏电站AVC控制系统，包括采集模块：用以获取光伏电站运行状态信息；判断模块：判断运行状态信息的PPC点实际电压不低于阈值是否成立，若成立则判断AVC从电网侧接收的是电压指令还是无功指令；无功功率计算模块：当AVC从电网侧接收的是电压指令时，计算本次光伏电站所需调整的无功功率；无功指令分配模块：当AVC从电网侧接收的是无功指令时，分配无功指令，分配无功指令包括分配无功补偿与逆变器之间的无功指令、分配光伏电站内部各条馈线之间无功指令以及分配各条馈线上各台逆变器之间的无功指令。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术的无功指令分配包括三层分配，即无功补偿与逆变器之间的无功指令分配、光伏电站内部各条馈线之间无功指令分配以及各条馈线上各台逆变器之间的无功指令分配，实现了光伏电站中SVG/SVC与逆变器、逆变器之间的无功出力协同运行，有效防止了无功长距离流动，减少了电站内部集电线路损耗。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为电压无功转换计算示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。一种大型光伏电站AVC(即自动电压无功控制)控制方法：先获取光伏电站运行状态信息；当运行状态信息中的PPC点实际电压不低于阈值时，如果AVC系统从电网侧接收的是电压指令，则计算本次光伏电站所需调整的无功功率；如果AVC系统从电网侧接收的是无功指令，则进行无功指令分配。上述方法的具体过程如图1所示，包括以下步骤：步骤1，获取光伏电站PPC点、逆变器和SVG/SVG的运行状态信息，具体包括PCC点的实际电压Upcc、整个光伏电站的有功输出P、整个光伏电站的无功输出Q、第i条馈线第j个逆变器的有功输出状态Pcurij、第i条馈线第j个逆变器的无功输出状态Qcurij、SVG/SVC的输出状态Qcur、电网下达给风电场的电压控制目标Utarget或电网下达给风电场的无功控制目标Qtarget。步骤2，判断PPC点电压是否低于阈值，阈值为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型光伏电站AVC控制方法，其特征在于：包括，获取光伏电站运行状态信息；当运行状态信息中的PPC点实际电压不低于阈值时，如果AVC系统从电网侧接收的是电压指令，则计算本次光伏电站所需调整的无功功率；如果AVC系统从电网侧接收的是无功指令，则进行无功指令分配，无功指令分配包括无功补偿与逆变器之间的无功指令分配、光伏电站内部各条馈线之间无功指令分配以及各条馈线上各台逆变器之间的无功指令分配。

【技术特征摘要】
1.一种大型光伏电站AVC控制方法，其特征在于：包括，获取光伏电站运行状态信息；当运行状态信息中的PPC点实际电压不低于阈值时，如果AVC系统从电网侧接收的是电压指令，则计算本次光伏电站所需调整的无功功率；如果AVC系统从电网侧接收的是无功指令，则进行无功指令分配，无功指令分配包括无功补偿与逆变器之间的无功指令分配、光伏电站内部各条馈线之间无功指令分配以及各条馈线上各台逆变器之间的无功指令分配。2.根据权利要求1所述的一种大型光伏电站AVC控制方法，其特征在于：按照电压和无功转换关系，计本次光伏电站所需调整的无功功率。3.根据权利要求2所述的一种大型光伏电站AVC控制方法，其特征在于：电压和无功转换关系为，其中，ΔQT为整个光伏电站无功需求改变量，Upcc为PCC点的实际电压，X、R分别为PPC点系统侧等效电阻和电抗，ΔUpcc为PPC点电压调整量，ΔUpcc＝Utarget-Upcc，Utarget为运行状态信息中电网下达给风电场的电压控制目标，ukT％、ukt％分别为光伏电站主变、箱变的短路阻抗，SN1为主变的额定容量，SN2为箱变的额定容量和，ΔP为两次调整之间的电站有功输出的变化量，P为运行状态信息中整个光伏电站的有功输出。4.根据权利要求1所述的一种大型光伏电站AVC控制方法，其特征在于：无功补偿与逆变器之间的无功指令分配，具体为，计算光伏电站逆变器及SVG/SVC可调整的感性无功和容性无功总量，按照保留最大动态无功容量原则进行无功指令分配，即如果逆变器的可调整无功总量可以满足本次调节需求，则全部由逆变器承担本次调节，SVG/SVC不参与本次调节；否则，将逆变器无法满足的本次调节的空缺调节量，由SVG/SVC补足。5.根据权利要求4所述的一种大型光伏电站AVC控制方法，其特征在于：逆变器可调整的无功总量公式为，其中，ΔQmax_ij为第i条馈线第j个逆变器可调整的无功量，ΔQtotal逆变器为逆变器总的无功可调量，其中，以发出感性无功为正；PN为逆变器额定功率，PFmax为逆变器最大运行功率因数，Qcurij为运行状态信息中第i条馈线第j个逆变器的无功输出状态，m为光伏电站内馈线条数，k为每条馈线逆变器个数。6.根据权利要求4所述的一种大型光伏电站AVC控制方法，其特征在于：SVG/SVC可调整的无功总量公式为，其中，ΔQc表示SVG/SVC的无功可调总量，QL.max,QC.max分别为SVG/SVC最大感性无功和容性无功输出量，Qcur为运行状态信息中SVG/SVC当前无功输出量，以输出感性无功为正。7.根据权利要求4所述的一种大型光伏电站AVC控制方法，其特征在于：按照如下公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐冠军，陈永华，陈汹，许士光，李威，段慧，张凯，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，南瑞集团有限公司，国网山西省电力公司太原供电公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32