CN104022516A - 光伏发电系统的无功补偿方法、装置及光伏发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光伏发电系统的无功补偿方法、装置及光伏发电系统，该无功补偿方法通过无功功率检测装置从电网获取总无功功率；无功调度装置采集或接收无功功率检测装置输出的总无功功率，通过控制环，控制光伏逆变器输出给定的无功功率数值，从而实现实时控制光伏逆变器提供负载所需要的无功功率。本发明的有益效果是本发明能充分利用光伏逆变器的无功调节能力，无需增加无功补偿装置，即可实现高精度自动无功补偿，有效地提高了系统的无功补偿精度，降低了系统成本。

Description

光伏发电系统的无功补偿方法、装置及光伏发电系统
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其涉及光伏发电系统的无功补偿方法、装置及光伏发电系统。
背景技术
无功功率补偿，简称无功补偿，在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。目前，很多光伏电站的无功补偿仍采用传统的电容补偿方式，此种方式需要增加无功补偿装置的投资。同时，电容补偿方式一般采用分级电容补偿，因而有时补偿效果较差。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种光伏发电系统的无功补偿方法。
本发明提供了一种光伏发电系统的无功补偿方法，通过无功功率检测装置从电网获取总无功功率；无功调度装置采集或接收无功功率检测装置输出的总无功功率，并且无功调度装置执行如下操作：
A.检测当前并网的光伏逆变器的台数和功率等级，并将所有光伏逆变器的功率等级相加得到功率等级和；
B.用当前并网的所有光伏逆变器的功率等级分别除以功率等级和得到各台光伏逆变器的无功功率比率；
C.用总无功功率分别与各个无功功率比率相乘得到各光伏逆变器的无功功率的变化值；
各光伏逆变器采集或接收无功调度装置提供的无功功率的变化值，各光伏逆变器将各无功功率的变化值分别与各光伏逆变器无功功率环原来的给定值相加分别作为新的给定值；
通过控制环，控制光伏逆变器输出给定的无功功率数值，从而实现实时控制光伏逆变器提供负载所需要的无功功率。
作为本发明的进一步改进，所述光伏逆变器数量为一台或一台以上。
作为本发明的进一步改进，所述无功功率检测装置为具有无功功率检测功能的电能表。
本发明还提供了一种光伏发电系统的无功补偿装置，包括光伏逆变器、无功功率检测装置、无功调度装置，所述光伏逆变器输出端与所述无功功率检测装置输入端相连，所述无功调度装置输入端与所述无功功率检测装置输出端相连，所述无功调度装置输出端与所述光伏逆变器相连；
所述无功功率检测装置用于从电网获取总无功功率；所述无功调度装置用于采集或接收无功功率检测装置输出的总无功功率，所述无功调度装置还包括：
获取功率等级和单元，用于检测当前并网的光伏逆变器的台数和功率等级，并将所有光伏逆变器的功率等级相加得到功率等级和；
获取无功功率比率单元，用于用当前并网的所有光伏逆变器的功率等级分别除以功率等级和得到各台光伏逆变器的无功功率比率；
获取无功功率变化值单元，用于用总无功功率分别与各个无功功率比率相乘得到各光伏逆变器的无功功率的变化值；
各光伏逆变器采集或接收无功调度装置提供的无功功率的变化值，各光伏逆变器将各无功功率的变化值分别与各光伏逆变器无功功率环原来的给定值相加分别作为新的给定值；通过控制环，控制光伏逆变器输出给定的无功功率数值，从而实现实时控制光伏逆变器提供负载所需要的无功功率。
作为本发明的进一步改进，所述光伏逆变器数量为一台或一台以上。
作为本发明的进一步改进，所述无功功率检测装置为具有无功功率检测功能的电能表。
作为本发明的进一步改进，所述无功功率检测装置和所述无功调度装置集成在一起。
作为本发明的进一步改进，所述光伏逆变器数量为一台，所述光伏逆变器、所述无功功率检测装置、所述无功调度装置集成在一起。
本发明还提供了一种光伏发电系统，该光伏发电系统包括变压器、以及所述的无功补偿装置，所述变压器输入端与所述无功功率检测装置相连，所述变压器输出端与高压电网相连。
本发明的有益效果是：本发明能充分利用光伏逆变器的无功调节能力，无需增加无功补偿装置，即可实现高精度自动无功补偿，有效地提高了系统的无功补偿精度，降低了系统成本。
附图说明
图1是本发明的光伏发电系统示意图。
图2是本发明的光伏逆变器无功控制示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种光伏发电系统的无功补偿方法，通过无功功率检测装置从电网获取总无功功率Q，即取与光伏逆变器输出有功功率的反方向作为无功功率检测装置的正方向；无功调度装置采集或接收无功功率检测装置输出的总无功功率Q，并且无功调度装置执行如下操作：
A.检测当前并网的光伏逆变器的台数和功率等级P1、P2…Pn(如500KW光伏逆变器为500)，并将所有光伏逆变器的功率等级相加得到功率等级和Pall；
B.用当前并网的所有光伏逆变器的功率等级P1、P2…Pn分别除以功率等级和Pall得到各台光伏逆变器的无功功率比率qrate1、qrate2…qraten；
C.用总无功功率Q分别与各个无功功率比率qrate1、qrate2…qraten相乘得到各光伏逆变器的无功功率的变化值Qset1、Qset2…Qsetn；
各光伏逆变器采集或接收无功调度装置提供的无功功率的变化值Qset1、Qset2…Qsetn，各光伏逆变器将各无功功率的变化值Qset1、Qset2…Qsetn分别与各光伏逆变器无功功率环原来的给定值Q01、Q02…Q0n相加分别作为新的给定值Qref1、Qref2…Qrefn；
通过控制环，控制光伏逆变器输出给定的无功功率数值，从而实现实时控制光伏逆变器提供负载所需要的无功功率，从而利用光伏逆变器实现高精度动态无功功率补偿。
所述光伏逆变器数量为一台或一台以上。
所述无功功率检测装置为具有无功功率检测功能的电能表。
如图1所示，本发明还公开了一种光伏发电系统的无功补偿装置，包括光伏逆变器、无功功率检测装置、无功调度装置，所述光伏逆变器输出端与所述无功功率检测装置输入端相连，所述无功调度装置输入端与所述无功功率检测装置输出端相连，所述无功调度装置输出端与所述光伏逆变器相连；
所述无功功率检测装置用于从电网获取总无功功率Q；所述无功调度装置用于采集或接收无功功率检测装置输出的总无功功率Q，所述无功调度装置还包括获取功率等级和单元、获取无功功率比率单元、获取无功功率变化值单元；
获取功率等级和单元，用于检测当前并网的光伏逆变器的台数和功率等级P1、P2…Pn(如500KW光伏逆变器为500)，并将所有光伏逆变器的功率等级相加得到功率等级和Pall；
获取无功功率比率单元，用于用当前并网的所有光伏逆变器的功率等级P1、P2…Pn分别除以功率等级和Pall得到各台光伏逆变器的无功功率比率qrate1、qrate2…qraten；
获取无功功率变化值单元，用于用总无功功率Q分别与各个无功功率比率qrate1、qrate2…qraten相乘得到各光伏逆变器的无功功率的变化值Qset1、Qset2…Qsetn；
各光伏逆变器采集或接收无功调度装置提供的无功功率的变化值Qset1、Qset2…Qsetn，各光伏逆变器将各无功功率的变化值Qset1、Qset2…Qsetn分别与各光伏逆变器无功功率环原来的给定值Q01、Q02…Q0n相加分别作为新的给定值Qref1、Qref2…Qrefn；通过控制环，控制光伏逆变器输出给定的无功功率数值，从而实现实时控制光伏逆变器提供负载所需要的无功功率，从而利用光伏逆变器实现高精度动态无功功率补偿。
图2给出了常用的控制环实现的示意图。
作为本发明的一个实施例，所述光伏逆变器数量为一台或一台以上。
作为本发明的一个实施例，所述无功功率检测装置为具有无功功率检测功能的电能表。
作为本发明的一个实施例，所述无功功率检测装置和所述无功调度装置集成在一起。
作为本发明的一个实施例，所述光伏逆变器数量为一台，所述光伏逆变器、所述无功功率检测装置、所述无功调度装置集成在一起。
如图1所示，本发明还公开了一种光伏发电系统，该光伏发电系统包括变压器、以及本发明所述的无功补偿装置，所述变压器输入端与所述无功功率检测装置相连，所述变压器输出端与高压电网相连。
PV输入经单台或多台光伏逆变器并入低压电网，接入电网的变压器的低压侧增加无功功率检测装置，系统经变压器接入高压电网。
说明：
Q：无功功率检测装置检测从电网获取的总无功功率；
P1、P2…Pn：各台光伏逆变器的功率等级；
Pall：各台光伏逆变器的功率等级和；
qrate1、qrate2…qraten：各台光伏逆变器所发的无功功率比率；
Qset1、Qset2…Qsetn：光伏逆变器无功功率要提供无功功率的变化值；
Q01、Q02…Q0n：光伏逆变器无功功率环原来的给定值；
Qref1、Qref2…Qrefn：Qset1、Qset2…Qsetn分别与Q01、Q02…Q0n的和；
本发明能充分利用光伏逆变器的无功调节能力，无需增加无功补偿装置，即可实现高精度自动无功补偿，有效地提高了系统的无功补偿精度，降低了系统成本。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种光伏发电系统的无功补偿方法，其特征在于，通过无功功率检测装置从电网获取总无功功率；无功调度装置采集或接收无功功率检测装置输出的总无功功率，并且无功调度装置执行如下操作：
A.检测当前并网的光伏逆变器的台数和功率等级，并将所有光伏逆变器的功率等级相加得到功率等级和；
B.用当前并网的所有光伏逆变器的功率等级分别除以功率等级和得到各台光伏逆变器的无功功率比率；
C.用总无功功率分别与各个无功功率比率相乘得到各光伏逆变器的无功功率的变化值；
各光伏逆变器采集或接收无功调度装置提供的无功功率的变化值，各光伏逆变器将各无功功率的变化值分别与各光伏逆变器无功功率环原来的给定值相加分别作为新的给定值；
通过控制环，控制光伏逆变器输出给定的无功功率数值，从而实现实时控制光伏逆变器提供负载所需要的无功功率。
2.根据权利要求1所述的无功补偿方法，其特征在于：所述光伏逆变器数量为一台或一台以上。
3.根据权利要求1所述的无功补偿方法，其特征在于：所述无功功率检测装置为具有无功功率检测功能的电能表。
4.一种光伏发电系统的无功补偿装置，其特征在于，包括光伏逆变器、无功功率检测装置、无功调度装置，所述光伏逆变器输出端与所述无功功率检测装置输入端相连，所述无功调度装置输入端与所述无功功率检测装置输出端相连，所述无功调度装置输出端与所述光伏逆变器相连；
所述无功功率检测装置用于从电网获取总无功功率；所述无功调度装置用于采集或接收无功功率检测装置输出的总无功功率，所述无功调度装置还包括：
获取功率等级和单元，用于检测当前并网的光伏逆变器的台数和功率等级，并将所有光伏逆变器的功率等级相加得到功率等级和；
获取无功功率比率单元，用于用当前并网的所有光伏逆变器的功率等级分别除以功率等级和得到各台光伏逆变器的无功功率比率；
获取无功功率变化值单元，用于用总无功功率分别与各个无功功率比率相乘得到各光伏逆变器的无功功率的变化值；
各光伏逆变器采集或接收无功调度装置提供的无功功率的变化值，各光伏逆变器将各无功功率的变化值分别与各光伏逆变器无功功率环原来的给定值相加分别作为新的给定值；通过控制环，控制光伏逆变器输出给定的无功功率数值，从而实现实时控制光伏逆变器提供负载所需要的无功功率。
5.根据权利要求4所述的无功补偿装置，其特征在于：所述光伏逆变器数量为一台或一台以上。
6.根据权利要求4所述的无功补偿装置，其特征在于：所述无功功率检测装置为具有无功功率检测功能的电能表。
7.根据权利要求4所述的无功补偿装置，其特征在于：所述无功功率检测装置和所述无功调度装置集成在一起。
8.根据权利要求4所述的无功补偿装置，其特征在于：所述光伏逆变器数量为一台，所述光伏逆变器、所述无功功率检测装置、所述无功调度装置集成在一起。
9.一种光伏发电系统，其特征在于：该光伏发电系统包括变压器、以及权利要求4所述的无功补偿装置，所述变压器输入端与所述无功功率检测装置相连，所述变压器输出端与高压电网相连。
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Denomination of invention: Reactive compensation method and device for photovoltaic power generation system, and photovoltaic power generation system

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Record date: 20180403

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TR01 Transfer of patent right

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