本发明专利技术涉及太阳能发电系统中的无功功率补偿。提出了一种提供无功功率支持的方法。所述方法包括检测分布式太阳能发电系统中的多个网络参数中的至少一个。所述发电系统包括经由逆变器耦合到电网的多个光伏模块。所述方法进一步包括感测耦合到所述分布式太阳能发电系统的所述光伏模块的状态并基于所感测到的状态和所检测到的网络参数来确定无功功率测量。使用所述无功功率测量来生成无功功率命令。进一步使用所述无功功率命令来补偿所述分布式太阳能发电系统中的无功功率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的实施例总体上涉及用于补偿电力系统中的无功功率的方 法和系统，并且特别是涉及用于补偿太阳能发电系统中的无功功率的方 法和系统。
技术介绍
输电和配电网将电能从发电设施传输给最终用户.输电和配电系统 上的电压管理是针对系统的稳定工作和设计而考虑的因素之一，无功功率流可受到例如电源、输电和配电系统中的变化、分流无功元件(shunt reactive element)的添加以及负栽的影响，从电力输送的立场来看无功功率是重要的.在典型的电力系统中， 无功功率流对电压有影响，因为大多数输电系统都是电感性的，所以增 加无功电流分量(即电容性的无功伏安或VAR)将导致电压升高.相反， 减少无功功率分量(即电感性VAR)将导致电压降低.另外，导致电压 升高的过多无功功率流可使过度压力施加在传输线、变压器和其它电气 部件上.无功功率补偿技术已经通过提供基于有效功率生成(real power generation)的VAR支持和功率因数(power factor)控制得以解决。 然而，VAR支持和功率因数控制具有一些缺点，例如，VAR支持增加了 无功功率并且不影响有效功率.因此，发电机的总性能未得到利用，因 为VAR支持与有效功率输出和无功功率输出的平方成比例.而且，功率 因数控制可能为了内在地维持期望电压而偶尔造成不期望的行为，诸如 引入电容。因此，需要增强型无功功率控制以动态地解决发电系统中的波动情况.
技术实现思路
提出了一种提供无功功率支持的方法.所述方法包括检测分布式太阳 能发电系统中的多个网络参数中的至少一个。所^JL电系统包括经由逆变器耦合到电网的多个光伏模块。所述方法进一步包括感测耦合到所述分布到的网络参数来确定无功功率测量，使用所述无功功率测量来生成无功功 率命令。进一步使用所述无功功率命令来补偿所述分布式太阳能发电系统 中的无功功率.在一个实施例中，提出了 一种具有耦合到电网的多个光伏模块的系 统，所述系统包括至少一个与相应的光伏模块进行耦合的逆变器.多个感 测装置耦合到电网并被配置为感测至少一个网络M和无功功率测量.所 述系统进一步包括耦合到所述至少一个逆变器的优化控制器，所述优化控 制器被配置为生成无功功率命令.所述无功功率命令被用于基于所述至少功功率。在本专利技术的一个实施例中，提出了一种用于优化无功功率补偿的设 备。所述设备包括被配置为接收多个网络参数和逆变器状况的接收器，所 述逆变器耦合到与电网耦合的分布式太阳能发电系统中的光伏模块.存储 器耦合到所述接收器以存储所述多个网络参数和所述状况，至少一个处理 器輛合到所述接收器，并且被配置为基于所述网络参数和所述状况来计算 用于分布式太阳能发电系统的无功功率测量.所述处理器被配置为基于所 述无功功率测量来生成无功功率命令.所述设备进一步包括耦合到所述处理器的发射器(transmitter),所ii^射器被配置为将所述无功功率命令 传输给所述逆变器以补偿所述分布式太阳能发电系统中的无功功率。附图说明当参照附图读完下面的详细说明时，将可以更好地理解本专利技术的这 些和其它特征、方面和优点，在整个附图中，相似标号表示相似部分.图l是根据本专利技术的方面的包括光伏模块的分布式太阳能发电系统 的框图表示；图2是根据一个实施例的用于补偿无功功率的方法的流程图； 图3是图1中的光伏模块耦合到电网的示意性表示； 图4示出如图1中所实施的控制器的框图.具体实施例方式容易理解，可以以各种各样的不同配置来设置和设计在此处图中所 一般说明和示出的实施例的部件，因而，下面的各个实施例的更详细说 明(如在图中所表示的)，并不意旨限制本专利技术的范围(如所要求的)，而是仅仅代表各个实施例.虽然实施例的各个方面被呈现在困示中，但 是除非具体指出，所述图示未必按照比列绘制.短语连接到、耦合到以及与...通信指两个或更多实体之 间的任何形式的相互作用，包括机械、电、磁、电磁、流体以及热相互 作用。两个部件可被相互辆合，即使这两个部件相互不直接接触，分布式发电机通常是定位得靠近于客户负栽的小的、模块化的发电 机.这样的分布式发电机给予典型的大规模资本密集的中心电站发电厂(central-station power plant)和配电系统可能不能提供的优点。 分布式发电技术使用各种燃料，包括天然气、柴油、生物提取燃料(biomass-derived fuels )、燃料油、丙烷以及氢。燃料资源还经常基 于可再生能源，诸如光伏、风和微水电，因此减少了分布式发电系统对 环境的冲击.通过在能量消耗者附近使用更小的、燃料更灵活的系统， 分布式发电避免了输电和配电损失，并且为公用电网客户(utility customer )提供了对能量系统的更广泛选择.分布式发电通常在需求高 峰期提供可靠的低成本和高质量的电力，并且可以成为中心电站生成电 力的可行替代.同样地，许多分布式电力系统产生如此低的噪音和放射 以至于这些分布式电力系统可以位于需要电力的建筑物和基础设施附 近，因此简化了常规的分布式基础设施发展的问趙.典型的输电和配电网将电能从发电设施传输给最终用户.多个分布 式发电系统可互连以形成电网。可以注意到，所述电网也可包括常规的 发电和配电网络.可依照公共设施的要求或者由企图售电的所发电力的 拥有者在线地带来(bring)分布式发电系统的资源以补充电网.光伏模块可包括多个光伏阵列.光伏模块可进一步包括光伏电池的 互连组件。因为光伏电池通常要求针对环境的保护，所以可将多个光伏 电池电连接并封装在单一模块中。可将许多这样的模块固定在一起、电 连线并且作为一个单元来进行工作.光伏装配通常包括光伏模块的阵 列、逆变器、电池組以及互连布线.图1示出根据本技术方面的分布式 太阳能发电系统的一个实施例.由参考标记io表示的分布式太阳能发电系统(此后称为DSPGS)包括多个光伏模块12，其中每个光伏模块 耦合到至少一个或多个逆变器14和16.在示例性实施例中，逆变器14和16可耦合在一起以形成DSPGS的 一个相(phase).在所示出的实施例中，逆变器14和16耥合在一起以 形成第一相A (18)、第二相B (20)和第三相C (22),具有来自18、 20和22的连接的三个这样的相可在节点24处耦合在一起.另外，包括 光伏模块26和逆变器28的附加单相或三相系统可在节点24处耦合在 一起.反过来，DSPGS IO可耦合到由参考标记30所指示的公用电网或 常规电网。在本专利技术的一个实施例中，DSPGS 10包括多个感测装置，诸如感测 装置32和感测装置34，这些感测装置被配置为感测诸如但是不限于电 流、电压、有效功率以及无功功率的网络参数，感测装置32和34的示 例包括电流测量装置、电压测量装置、相位角测量电路以及功率表.在 一个实施例中，感测装置32可以是被配置为感测每相的负栽电流的变 流器.在另一实施例中，感测装置34可以是被配置为在节点24处感测 来自所有三相的总负栽电流的变流器，可采用电压测量装置电路以在电 网中的各个点感测电压电平.增长的需求通常导致减少的系统电压，这 导致电网的不稳定性和/或跳开.在本专利技术的一个实施例中，对电压进 行监视以保持电网的某个最小电压要求并调节需求。在另一实施例中， 感测本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提供无功功率支持的方法，包括： 检测分布式太阳能发电系统（１０）中的多个网络参数中的至少一个，所述分布式太阳能发电系统（１０）包括经由逆变器（１４、１６）耦合到电网的多个光伏模块（１２、２６）； 感测耦合到所述分布式太阳能发 电系统（１０）的所述光伏模块（１２、２６）的状态； 基于所感测到的状态和所检测到的网络参数来确定无功功率测量； 基于所确定的无功功率测量来生成无功功率命令（４４、４６、４８、５０）；以及 基于所生成的无功功率命令来补偿所述 分布式太阳能发电系统（１０）中的无功功率。
【技术特征摘要】
US 2008-9-15 12/2102751.一种提供无功功率支持的方法，包括检测分布式太阳能发电系统(10)中的多个网络参数中的至少一个，所述分布式太阳能发电系统(10)包括经由逆变器(14、16)耦合到电网的多个光伏模块(12、26)；感测耦合到所述分布式太阳能发电系统(10)的所述光伏模块(12、26)的状态；基于所感测到的状态和所检测到的网络参数来确定无功功率测量；基于所确定的无功功率测量来生成无功功率命令(44、46、48、50)；以及基于所生成的无功功率命令来补偿所述分布式太阳能发电系统(10)中的无功功率。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述网络参数包括耦合到所述分 布式太阳能发电系统(10)的所述逆变器的电流、电压或状况中的至少一 个.3. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定所述分布式太阳能发 电系统(10)的系统拓朴.4. 根据权利要求3所述的方法，其中所述感测进一步包括评估所述光 伏模块(12、 26)的工作状态、无功功率容量以及目前负栽(82)容量。5. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括利用所述无功功率命令 (44、 46、 48、 50)来激活辆合到所述光伏模块(l2、 26)的所述逆变器 (14、 16)以补偿所述分布式太阳能发电系统(10)中的无功功率.6. 根据权利要求1所述的方法，其中基于所述网络参数和光伏模块 (12、 26)的所述状态来迭代地生成所述无功功率命令(44、 46、 48、 50),7. —种系统，包括耦合到电网的多个光伏模块(12、 26)，其中至少一个逆变器(...
【专利技术属性】
技术研发人员：LJ加尔塞斯，刘艳，M德鲁伊，S波斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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