一种光伏电站静态无功控制方法技术

本发明专利技术涉及一种光伏电站静态无功控制方法，包括：(1)设定所述光伏电站的并网点电压上限值Umax、并网点电压下限值Umin、警告电压上限值Uha、警告电压下限值Ula、感性功率因数下限值和容性功率因数上限值并根据所述光伏电站的实测并网点电压U、无功功率Q和功率因数将所述光伏电站进行分区；(2)根据所述光伏电站的所在区域获取所述光伏电站的无功功率补偿量ΔQ；(3)确定所述光伏电站中各光伏发电单元的无功功率补偿量并根据所述无功功率补偿量对电网系统进行无功补偿；本发明专利技术提供的方法提高了大型光伏电站并网运行对电网电压的安全稳定运行能力，同时提升光伏电站无功控制系统的现场投运正确率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源发电技术光伏电站控制
，具体涉及一种光伏电站静态 无功控制方法。
技术介绍
随着环境污染、石化能源日渐枯竭及能源供应安全等问题的出现，可再生能源的 开发及利用越来越受到国际社会的关注。太阳能是一种可再生的清洁能源，光伏发电为其 主要利用形式。与传统发电技术相比，光伏发电具有能源可持续、安全环保等优点，近年来 得到了快速发展。 为保证电网安全稳定运行，减少光伏接入对电网的不利影响，我国制定了 一系列 标准规范光伏发电并网运行要求，主要集中在以下几个方面：（1)有功功率独立控制，具备 调频特性。（2)无功功率独立控制，具备调压特性。（3)孤岛保护。（4)低电压穿越。（5) 电网低频振荡抑制。当光伏发电单元采用单位功率因数运行策略并网运行时，若光伏有功 出力远大于本地负荷消耗，会引起并网点变化，这不仅影响供电质量，严重时，还可能造成 接入点电压超出合理运行范围。因而，由光伏并网引起的无功电压问题一直是备受关注的 焦点。国标《光伏发电站接入电力系统规定》:大中型光伏电站应配置无功电压控制系统，具 备无功功率及电压控制能力。光伏系统接入电网改变了馈线潮流方向，当光伏容量大于一 定值时，会引起并网点电压越限，调节光伏系统的无功输出可解决电压越限问题；当外界环 境（如光照、温度等）发生变化时，光伏系统有功输出将发生波动，引起并网点电压波动，可 通过调节无功输出稳定并网点电压；当光伏系统并网侧发生故障，并网点电压跌落，光伏系 统通过快速输出容性无功功率以提供系统电压支撑。 光伏电站参与电力系统电压稳定控制的核心是光伏电站无功控制策略的准确性， 如果无功控制策略设计不合理，控制系统的投入将影响新能源电站正常运行设置威胁电网 的安全稳定。为充分发挥新能源电站参与电力系统调节的能力，各国学者研究提出了多种 新能源电站无功控制策略，包括：基于灵敏度动态无功分配策略、基于无功容量比例分配策 略等方式等，然而上述优化运行控制策略仅停留于仿真阶段，尚未见有现场投运相关报道， 控制系统现场运行的可行性和正确性未能得到验证，一定程度上增加了系统投运失败的风 险；再次，新能源电站普遍处于偏远地区，其功率控制系统现场投运工程量大，涉及环节多， 测试验证周期长，投入成本高，尚不具备大规模现场测试的条件，而通过模拟现场环境开 展测试是当前较为可行的技术方案，不过现有的针对控制和保护装置进行闭环性能测试的 RTDS等设备存在测试成本高、测试系统规模受限等问题，不适用于大型光伏电站无功控制 系统测试。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供，提出了一种 新型十一区光伏电站无功控制策略，该方法以并网点电压和功率因数作为综合判据对光伏 电站的当前运行状态选择分区，不同分区采用不同的无功控制方法，精细化光伏电站无功 控制系统，提高了大型光伏电站并网运行对电网电压的安全稳定运行能力，同时提升光伏 电站无功控制系统的现场投运正确率。 本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的： -种光伏电站静态无功控制方法，其改进之处在于，包括： (1)设定所述光伏电站的并网点电压上限值1]_、并网点电压下限值1]_、警告电 压上限值Uha、警告电压下限值Ula、感性功率因数下限值0〇8%_和容性功率因数上限值 ，并根据所述光伏电站的实测并网点电压U、无功功率Q和功率因数cosp将所述光 伏电站进行分区； (2)根据所述光伏电站的所在区域获取所述光伏电站的无功功率补偿量ΔQ; (3)确定所述光伏电站中各光伏发电单元的无功功率补偿量并根据所述无功功率 补偿量对电网系统进行无功补偿。 优选的，所述步骤（1)包括： 优选的，所述步骤（2)中，当所述光伏电站为第0、4或7区时，所述光伏电站不进 行无功调节，即无功功率调节量ΔQ= 〇 ; 当所述光伏电站为第1、2、9或10区时，所述光伏电站的无功功率补偿量AQ为： ΔQ=k* (Uset_U) (1) 式⑴中，k为电压调节系数，当所述光伏电站为第1区和第2区时，IU为所述光 伏电站的并网点电压上限值1]_，当所述光伏电站为第9区和第10区时，IU为所述光伏电 站的并网点电压下限值U_，U为所述光伏电站的实测并网点电压； 当所述光伏电站为第3、5、6或8区时，所述光伏电站的无功功率补偿量AQ为： 式（2)中，Q为所述光伏电站的实测并网点无功功率，P为所述光伏电站的实测并 网点有功功率，当所述光伏电站为第3区和第5区时，为所述光伏电站的并网点感性 功率因数下限值_%" &，当所述光伏电站为第6区和第8区时，为所述光伏电站的 并网点容性功率因数上限值:^_氣_。 优选的，所述步骤（3)包括： (3-1)确定第i个光伏发电单元的初始无功功率调节因子Di，公式为： D^Q./Qw (3) 式⑶中，所述第i个光伏发电单元的额定无功功率，Qw为所述光伏电站的 总额定无功功率，公式为： 式⑷中，ie，m为所述光伏电站中光伏发电单元的总个数； 确定所述第i个光伏发电单元的初始无功功率调节量△Qi，公式为： AQ1=DxXAQ (5) 式（5)中，ΔQ为所述光伏电站的无功功率补偿量，ie，m为所述光伏电站 中光伏发电单元的总个数； (3-2)若所述光伏电站中不存在光伏发电单元的无功功率调节余量小于其对应的 初始无功功率调节量，则根据所述光伏电站中各光伏发电单元对应的初始无功功率调节量 对电网系统进行无功补偿； (3-2)若所述光伏电站中存在光伏发电单元的无功功率调节余量小于其对应的初 始无功功率调节量，则获取所述光伏电站中光伏发电单元的无功功率调节余量小于其对应 的初始无功功率调节量的光伏发电单元集合及所述光伏电站中光伏发电单元的无功 功率调节余量大于等于其对应的初始无功功率调节量的光伏发电单元集合Ω__，其中， 所述光伏发电单元集合中光伏发电单元的无功功率调节量为：式（6)中，Δρ?:., 0为所述集合中第S个光伏发电单元的无功功率调节量， U所述集合Ω-中第s个光伏发电单元的额定无功功率，U所述集合Ω- 中第s个光伏发电单元的无功功率输出量，se，N为所述集合i^adi中光伏发电单元 的总个数； 所述光伏发电单元集合中光伏发电单元的无功功率调节因子为：式（7)中，为所述集合中第s个光伏发电单元的无功功率调节因子，AQ为所述光伏电站的无功功率补偿量； 所述光伏发电单元集合Q_ugh中光伏发电单元的无功功率调节因子为： 式⑶中，为所述光伏发电单元集合Q_ugh中第t个光伏发电单元的无功 功率调节因子，Da)为所述光伏发电单元集合Ω_ugh中第t个光伏发电单元对应的初始无 功功率调节因子，为所述光伏发电单元集合Ω中第s个光伏发电单元对应的初始无 功功率调节因子，te，Μ为所述集合中光伏发电单元的总个数； 所述光伏发电单元集合Q_ugh中光伏发电单元的无功功率调节量为： 式（9)中，Δ& 为所述光伏发电单元集合中第t个光伏发电单元的无 功功率调节量。 优选的，在所述步骤（3)之后还包括：根据所述步骤（1)至步骤（3)进行闭环仿真 测试。 与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果： 本专利技术提出了，以并网点电压和功率因数作为综 合判据对光伏电站的当前运行状态选择分区，不同分区采用不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏电站静态无功控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)设定所述光伏电站的并网点电压上限值Umax、并网点电压下限值Umin、警告电压上限值Uha、警告电压下限值Ula、感性功率因数下限值和容性功率因数上限值并根据所述光伏电站的实测并网点电压U、无功功率Q和功率因数将所述光伏电站进行分区；(2)根据所述光伏电站的所在区域获取所述光伏电站的无功功率补偿量ΔQ；(3)确定所述光伏电站中各光伏发电单元的无功功率补偿量并根据所述无功功率补偿量对电网系统进行无功补偿。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱敏慧，陈宁，赵大伟，朱凌志，姜达军，刘艳章，梁硕，邱腾飞，罗芳，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网天津市电力公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32