一种光伏电压无功自动调节系统技术方案

本申请实施例公开了一种光伏电压无功自动调节系统。所述系统包括：至少两个边缘设备，用于采集光伏电厂内逆变单元的运行参数，得到第一采集结果，并发送所述第一采集结果；接入设备，用于接收所述第一采集结果，并在数据库子系统保存所述第一采集结果；中控室控制子站，用于在接收到调度指令后，从所述数据库子系统获取所述第一采集结果，根据所述调节指令和所述第一采集结果，计算每台可控的逆变单元所需发出的无功功率，并为每台可控的逆变单元生成用于控制输出所需无功功率的控制指令，发送所述控制指令；所述接入设备，还用于在接收到所述控制指令后，通过所述边缘设备向逆变单元发送所述控制指令。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏电压无功自动调节系统
本申请实施例涉及光伏发电领域，尤指一种光伏电压无功自动调节系统。
技术介绍
日益增长的全球能源需求，为化石能源的供应带来了严峻挑战。加快能源转型升级、实施绿色低碳发展已上升为国家战略，而大规模新能源电力的安全高效利用是我国能源革命的核心内容。如何有效提高对光资源的利用率、光伏电站的运行效率以及光伏电站电能质量成为光伏电站运营商面临的重大问题。大量的光伏并入电网后，由于受到光伏发电随机波动性较大的影响，光伏电站并网电压的稳定性会对电网造成较大影响，因此需要更可靠的无功电压调控方法，稳定并网电压。针对光伏电站接入电网引起的电压稳定性问题，可以采用安装无功补偿设备、光伏逆变器控制、安装储能及调节有载调压变压器分接头等措施。目前光伏电站建设过程中，大部分电站都采取配置SVC(StaticVarCompensator，无功补偿器)/SVG(StaticVarGenerator，静止无功发生器)无功补偿装置，这类设备的特点是无动补偿能力强、响应速度快，运行过程中故障率高，也消耗大额场用电量。一般光伏逆变器也具有调节有功与无功输出的功能，但受限于传统监控系统通讯性能不足、控制策略不完善等因素，其无功调节功能一直未发挥实际作用。传统监控系统中ModbusTCP、ModbusRTU以及IEC104等通讯信号由于光伏发电场环境的复杂性，在信号质量和成本控制等方面存在较大的局限，传统的有线网络已无法保证各类信号的质量。此外，随着对已投入商业运行的光伏电站电压无功自动调节(AVC)系统指标考核要求愈来愈严，不满足要求的电站需进行升级改造，大量的光伏电站受限于电缆敷设成本高及原有发电设备通讯性能低等原因，改造难度也较大。因此，上述现有的光伏AVC方案在结构、方法与使用上，显然存在有不便缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种使光伏逆变器发电效率最优化以及经济效益最大化的光伏AVC控制方案是本领域技术人员重点需要关注的问题。
技术实现思路
为了解决上述任一技术问题，本申请实施例提供了一种光伏电压无功自动调节系统。为了达到本申请实施例目的，本申请实施例提供了一种光伏电压无功自动调节系统，包括：至少两个边缘设备，用于采集光伏电厂内逆变单元的运行参数，得到第一采集结果，并发送所述第一采集结果；接入设备，用于接收所述第一采集结果，并在数据库子系统保存所述第一采集结果；中控室控制子站，用于在接收到调度指令后，从所述数据库子系统获取所述第一采集结果，根据所述调节指令和所述第一采集结果，计算每台可控的逆变单元所需发出的无功功率，并为每台可控的逆变单元生成用于控制输出所需无功功率的控制指令，发送所述控制指令；所述接入设备，还用于在接收到所述控制指令后，通过所述边缘设备向逆变单元发送所述控制指令。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：充分利用光伏逆变单元自身无功补偿能力，替代SVG/SVC无功补偿装置，克服传统光伏电站单独配置SVG/SVC无功补偿装置设备初始投资高、故障率高等弊端，达到稳定系统电压，提高功率因数，节能降耗的目的。本申请实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例的实施例一起用于解释本申请实施例的技术方案，并不构成对本申请实施例技术方案的限制。图1为本申请实施例提供的光伏电压无功自动调节系统的结构图；图2为本申请实施例提供的基于5G的光伏逆变器AVC控制系统的示意图；图3为图2所示系统中边缘设备的连接示意图；图4为本申请实施例提供的逆变单元的无功功率的确定方式的示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请实施例的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。图1为本申请实施例提供的光伏电压无功自动调节系统的结构图。如图1所示，所述系统包括：至少两个边缘设备，用于采集光伏电厂内逆变单元的运行参数，得到第一采集结果，并发送所述第一采集结果；接入设备，用于接收所述第一采集结果，并在数据库子系统保存所述第一采集结果；中控室控制子站，用于在接收到调度指令后，从所述数据库子系统获取所述第一采集结果，根据所述调节指令和所述第一采集结果，计算每台可控的逆变单元所需发出的无功功率，并为每台可控的逆变单元生成用于控制输出所需无功功率的控制指令，发送所述控制指令；所述接入设备，还用于在接收到所述控制指令后，通过所述边缘设备向逆变单元发送所述控制指令。本申请实施例提供一种基于5G的智能光伏AVC控制方案，基于5G的数据传输技术，实现AVC系统子系统间进行高带宽、低时延的信息交互；可以充分利用光伏逆变单元自身无功补偿能力，替代SVG/SVC无功补偿装置，克服传统光伏电站单独配置SVG/SVC无功补偿装置设备初始投资高、故障率高等弊端，达到稳定系统电压，提高功率因数，节能降耗的目的。在一个示例性实施例中，所述系统还包括：升压站信息采集子系统，用于采集升压站并网侧电压信息和电流信息，得到第二采集结果，并在所述数据库保存所述第二采集结果；电网调度总系统，用于从所述数据库子系统获取所述第二采集结果，根据所述第二采集结果生成所述调度指令，并发送所述调度指令。图2为本申请实施例提供的基于5G的光伏逆变器AVC控制系统的示意图。如图2所示，包括光伏电厂逆变单元边缘计算子系统(对应于上文的边缘设备)、云平台VPN服务子系统(对应于上文的接入设备)、升压站电量信息采集子系统、中控室光伏AVC控制子站以及系统数据库子系统。所述系统数据库子系统的输入接口分别与所述数据信息采集子系统、所述光伏电厂逆变单元边缘计算子系统、升压站电量信息采集子系统以及中控室光伏AVC控制子站的输出接口通信连接；所述光伏电厂逆变单元边缘计算子系统用于采集光伏电厂逆变单元逆变器、汇流箱及箱变数据，并将处理完数据通过所述云平台VPN服务子系统上传到中控室光伏AVC控制子站；接收中控室光伏AVC控制子站下发的逆变器无功功率调节指令，传递给逆变器执行；所述云平台VPV服务子系统用于光伏电厂逆变单元边缘计算子系统和中控室光伏AVC控制子站连接建立安全接入区，完成各子系统间的通讯和数据交换，基于5G通讯网络传输速率达1000Mbps，采用TCP/IP协议，替代传统的超五类双绞线通讯介质，保障无线网络通道的高可靠性；所述升压站电量采集子系统，用于采集升压站并网侧电压、电流及频率实时数据，将电站并网侧实时电量数据传递给中控室光伏AVC控制子站和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏电压无功自动调节系统，包括：/n至少两个边缘设备，用于采集光伏电厂内逆变单元的运行参数，得到第一采集结果，并发送所述第一采集结果；/n接入设备，用于接收所述第一采集结果，并在数据库子系统保存所述第一采集结果；/n中控室控制子站，用于在接收到调度指令后，从所述数据库子系统获取所述第一采集结果，根据所述调节指令和所述第一采集结果，计算每台可控的逆变单元所需发出的无功功率，并为每台可控的逆变单元生成用于控制输出所需无功功率的控制指令，发送所述控制指令；/n所述接入设备，还用于在接收到所述控制指令后，通过所述边缘设备向逆变单元发送所述控制指令。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏电压无功自动调节系统，包括：
至少两个边缘设备，用于采集光伏电厂内逆变单元的运行参数，得到第一采集结果，并发送所述第一采集结果；
接入设备，用于接收所述第一采集结果，并在数据库子系统保存所述第一采集结果；
中控室控制子站，用于在接收到调度指令后，从所述数据库子系统获取所述第一采集结果，根据所述调节指令和所述第一采集结果，计算每台可控的逆变单元所需发出的无功功率，并为每台可控的逆变单元生成用于控制输出所需无功功率的控制指令，发送所述控制指令；
所述接入设备，还用于在接收到所述控制指令后，通过所述边缘设备向逆变单元发送所述控制指令。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，同一光伏电厂内的边缘设备和接入设备在同一个虚拟专用网中，不同光伏电厂所使用的虚拟专用网不同，其中，通过云平台管理多个虚拟专用网。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述边缘设备通过CAN总线与逆变单元相连。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
升压站信息采集子系统，用于采集升压站并网侧电压信息和电流信息，得到第二采集结果，并在所述数据库保存所述第二采集结果；
电网调度总系统，用于从所述数据库子系统获取所述第二采集结果，根据所述第二采集结果生成所述调度指令，并发送所述调度指令。


5.根据权利要求1至4任一所述的系统，其特征在于，所述中控室控制子站采用如下方式确定每个逆变单元输出的无功功率，包括：
如果光伏电厂运行的天气条件处于稳定状态且输出的有功功率处于稳定状态，则根据每台可控的逆变单元的有功功率的实际输出大小，确定每台可控的逆变单元的有功比例；
根据每台逆变单元的有功比例以及预先获取的可控的逆变单元的无功设定值之和QAVC，计算出每台逆变单元所需发出的无功功率。


6.根据权利要求5所述的系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛海明，刘厚旭，张洪敏，陈青，郭文玮，
申请(专利权)人：国能智深控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11