CN104037785B - 一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备，当集中控制器接收到高压电网计量互感器检测到的该高压电网的当前状态数据后，将对其进行一系列运算处理，从而确定该高压电网的无功补偿信息，在该过程中，集中控制器也会接收数据传输装置反馈的所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息，之后，集中控制器即可根据该当前工作状态信息和所确定的无功补偿信息，按照一定的控制策略，确定输出的无功补偿调度指令，并通过数据传输装置输送至光伏逆变器，从而控制该光伏逆变器输出无功补偿电流，实现了光伏逆变器的快速动态无功补偿。

Description

一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备及方法

技术领域

本发明涉及光伏系统领域，具体涉及一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备及方法。

背景技术

目前，常规的光伏并网功率调节系统，其将光伏阵列的直流电能转换为与电网同频同相的交流电能并馈送给电网过程中，在无明确要求时，通常不会主动发出无功功率，虽然其具有较高的并网功率因数，但是对于无功补偿容量不足的用户，容易造成用户的平均功率因数很低，甚至不能满足并网要求，要增加用户的功率因数调整电费。因此，现有的集中型光伏电站或分布式光伏电站中，工作人员通常都会向光伏逆变器发送对应的控制指令，来控制该逆变器发固定容量的无功，但是，这种方式只能进行静态无功补偿，无法满足相关标准的动态无功补偿响应需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备及方法，解决了现有技术只能进行静态无功补偿，无法满足相关标准的动态无功补偿响应需求的技术问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备，包括：集中控制器和数据传输装置，其中，

所述集中控制器与高压电网计量互感器二次侧和所述数据传输装置相连，接收所述计量互感器检测到的所述高压电网的当前状态数据以及所述数据传输装置反馈的所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息，对所述当前状态数据进行处理，确定无功补偿信息，并根据所述无功补偿信息和所述当前工作状态信息，输出无功补偿调度指令；

所述数据传输装置与至少一台光伏逆变器相连，将接收到的所述无功补偿调度指令输送至所述至少一台光伏逆变器，以及，将所有运行的光伏逆变器的当前状态信息反馈给所述集中控制器。

优选的，所述集中控制器包括：

与高压电网计量互感器二次侧相连，对所述计量互感器检测到的所述高压电网的当前状态数据进行二次隔离采样、调理的隔离采样调理电路；

与所述隔离采样调理电路和所述数据传输装置相连的处理器，接收所述隔离采样及调理电路输出的调理后的数据和所述数据传输装置反馈的当前工作状态信息，并利用预存的控制算法对所述调理后的数据进行运算处理，确定无功补偿信息后，根据所述无功补偿信息和所述当前工作状态信息，输出与满足预设要求的所有光伏逆变器一一对应的无功补偿调度指令。

优选的，所述处理器包括第一单端-差分互换电路，则所述数据传输装置包括：

通过光纤相连的第一CAN光电转换器和第一光电转换器；

其中，所述第一CAN光电转换器通过CAN总线与所述至少一台光伏逆变器相连，所述第一光电转换器包括：与所述第一单端-差分互换电路相连的第二单端-差分互换电路。

优选的，每一台所述光伏逆变器均包括第三单端-差分互换电路，则所述数据传输装置包括：

与所述至少一台光伏逆变器数量相同，且一端与所述至少一台光伏逆变器中的第三单端-差分互换电路一一相连，另一端均与所述处理器相连的数据传输单元，其中，每个所述数据传输单元包括：

通过光纤相连的第二CAN光电转换器和第二光电转换器；

其中，所述第二CAN光电转换器通过CAN总线与所述处理器相连，所述第二光电转换器包括：与所述光伏逆变器中的第三单端-差分互换电路相连的第四单端-差分互换电路。

优选的，所述数据传输单元包括：

通过光纤相连的第一CAN光纤中继器和第二CAN光纤中继器；

其中，所述第一CAN光纤中继器通过CAN总线与所述处理器相连，所述第二CAN光纤中继器通过CAN总线与所述至少一台光伏逆变器相连。

优选的，当相邻两台光伏逆变器之间的距离超过预设范围时，所述设备还包括：

设置在所述相邻两台光伏逆变器之间，通过光纤相连的第三CAN光纤中继器和第四CAN光纤中继器。

一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制方法，应用于集中控制器，所述集中控制器与高压电网的计量互感器二次侧和数据传输装置相连，所述方法包括：

获取所述计量互感器检测到的所述高压电网的当前状态数据；

接收所述数据传输装置发送的所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息；

对所述当前状态数据进行处理，根据预设的控制策略，确定无功补偿信息；

根据所述无功补偿信息和所述当前工作状态信息，输出无功补偿调度指令；

利用所述无功补偿调度指令控制所述光伏逆变器输出无功补偿电流。

优选的，所述当前工作状态信息包括：各光伏逆变器的当前工作状态、发无功量以及对应编号，则所述根据所述无功补偿信息和所述当前工作状态信息，输出无功补偿调度指令，包括：

判断当前所有运行的光伏逆变器发无功总量是否满足所述无功补偿信息；

若不满足，调整当前所有运行的光伏逆变器的台数，直至调整后运行的光伏逆变器发无功总量满足所述无功补偿信息；

根据调整后运行的光伏逆变器的当前工作状态信息以及所述无功补偿信息，输出无功补偿调度指令。

优选的，当获取到所有光伏逆变器的当前工作状态信息时，还包括：

判断所有运行的光伏逆变器的工作是否异常；

若是，则报警显示工作异常的光伏逆变器的编号；

则所述根据所述无功补偿信息和所述当前工作状态信息，输出无功补偿调度指令具体为：

根据所述无功补偿信息和所有正常工作的光伏逆变器的当前工作状态信息，输出无功补偿调度指令。

优选的，所述获取高压电网的当前状态数据以及所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息具体是：

实时或周期性获取高压电网的当前状态数据以及所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息。

与现有技术相比，本发明提供了一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备及方法，当集中控制器接收到高压电网计量互感器检测到的该高压电网的当前状态数据后，将对其进行一系列运算处理，从而确定该高压电网的无功补偿信息，在该过程中，集中控制器也会接收数据传输装置反馈的所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息，之后，集中控制器即可根据该当前工作状态信息和所确定的无功补偿信息，按照一定的控制策略，确定输出的无功补偿调度指令，并通过数据传输装置输送至光伏逆变器，从而控制该光伏逆变器输出无功补偿电流，实现了光伏逆变器的快速动态无功补偿。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备的结构示意图；

图2为本发明另一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备的结构示意图；

图3为本发明又一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备的结构示意图；

图4为本发明又一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备的结构示意图；

图5为本发明又一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备的结构示意图；

图6为本发明一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备及方法，当集中控制器接收到高压电网计量互感器检测到的高压电网的当前状态数据，经预设的一系列运算处理后，确定该高压电网的无功补偿信息，在该过程中，集中控制器将接收数据传输装置反馈的所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息，之后，集中控制器即可利用该当前工作状态信息和所确定的无功补偿信息，按照一定的控制策略，确定输出的无功补偿调度指令，并通过数据传输装置输送至光伏逆变器，从而控制该光伏逆变器输出无功补偿电流，实现了光伏逆变器的快速动态无功补偿。

其中，需要说明的是，本发明各实施例中的并联的所有光伏逆变器的型号可以相同，也可以不同，本发明对其不作具体限定，而并联的光伏逆变器的台数可以根据实际需求和具体设计方案而定，在此不作任何限定，只要接入变压器低压侧即可。

实施例一：

如图1所示，为本发明一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备的结构示意图，该设备可以包括：集中控制器100、数据传输装置200以及并联的至少一台光伏逆变器300，其中，集中控制器100与高压电网计量互感器(如图1中的电流互感器CT和电压互感器PT)二次侧和数据传输装置200相连，接收该计量互感器检测到的高压电网的当前状态数据以及数据传输装置200反馈的所有光伏逆变器300的当前工作状态信息，通过对高压电网的当前状态数据进行处理，确定无功补偿信息，并根据该无功补偿信息和所有逆变器的当前工作状态信息，输出无功补偿调度指令。

在本实施例的实际应用中，集中控制器采用闭环控制，能够实时或周期性地检测所有光伏逆变器的运行状态，并通过数据传输装置得到其工作状态信息并存储，当需要进行无功补偿时，集中控制器就能够根据所有光伏逆变器的当前工作状态信息以及所确定无功补偿信息，确定需要参与无功补偿的光伏逆变器的台数，之后，再根据选定的合适的控制策略(如“九区图”的综合控制、基于电压和功率因数的复合控制、模糊逻辑控制等等)，来分配各光伏逆变器发出无功的容量以及控制各光伏逆变器的工作状态(本实施例是通过输出的无功补偿调度指令实现)，从而实现了实时快速动态无功补偿。

其中，对于集中控制器对高压侧无功总量的计算处理，可以基于瞬时无功功率理论，通过相应的坐标变换和低通滤波器对高压电网中滤波分量的过滤后，提取有功和无功基波电流分量(该处理过程及其所用坐标变换公式，相关提取算法均是本领域常规技术手段，本申请在此将不再详述)，进而实现有功和无功的分别控制。

当然，作为本发明另一实施例，集中控制器也可以直接与电网调度通讯，获取无功补偿信息，从而直接控制至少一台光伏逆变器的工作状态和发无功量的大小，实现光伏逆变器的快速动态无功补偿，节省了设备投资。

数据传输装置200与所有光伏逆变器300相连，将接收到的无功补偿调度指令输送至光伏逆变器300，以及，将所有运行的光伏逆变器300的当前状态信息反馈给集中控制器100。

其中，本实施例中的所有的光伏逆变器是并联在电网上的，每台光伏逆变器均采用电感电流内环，直流电压外环的双环控制，采用电网电压前馈解耦控制策略，并利用PI调节器进行控制。由于光伏逆变器的该控制过程是现有的技术手段，因而，本申请对各光伏逆变器的具体结构将不再详述。

由上述分析可知，本发明实施例由高压电网的计量互感器将检测到的高压电网的当前状态数据输送给集中控制器进行处理，确定该高压电网的无功补偿信息，之后，集中控制器将根据该无功补偿信息以及接收到的数据传输装置反馈的所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息，确定要输出的无功补偿调度指令，并通过数据传输装置输送至光伏逆变器，从而控制该光伏逆变器输出无功补偿电流，实现了光伏逆变器的快速动态无功补偿。

优选的，上述集中控制器100可以包括：与高压电网计量互感器二次侧相连隔离采样调理电路210，以及与该隔离采样调理电路和数据传输装置300相连的处理器220。

在实际应用中，由该隔离采样及调理电路对接收到的高压电网计量互感器检测到的该高压电网的当前状态数据进行二次隔离采样和调理处理后，再传给处理器利用预存的控制算法(如模糊逻辑控制算法、人工神经网络算法等)进行运算处理，得到电网电压和无功补偿的相关数据(即无功补偿信息)，并根据该相关数据和光伏逆变器的当前工作状态信息，确定合适的无功补偿调度指令。

而对于集中控制器输出的无功功率调度指令的传输，本发明通过下述实施例二、实施例三和实施例四进行详细描述，需要说明的是，这三台实施例均是在该优选实施例的基础上进行的说明。

实施例二：

如图2所示，当处理器120包括用于实现单端信号和差分信号之间的相互转换的第一单端/差分互换电路121时，数据传输装置200包括：

通过光纤相连的第一CAN光电转换器211和第一光电转换器212，第一CAN光电转换器211通过CAN总线与所有光伏逆变器400相连，第一光电转换器212包括：与第一单端-差分互换电路121相连的第二单端-差分互换电路2121。

在本实施例中，第一CAN光电转换器211具有光电信号互换和总收发控制双重功能，其可以包括光纤发送器、光纤接收器以及CAN收发器。在实际应用中，当CAN收发器接收到电信号后，由该光纤发送器将该电信号转换成光信号输出，当光纤接收器接收到光纤传输的光信号后，经光电转换后，将所得电信号发送给CAN收发器，并经过CAN总线输送至相应的光伏逆变器。

其中，第一光电转换器212也可以包括：用于对光纤传输的光信号进行光电转换的光纤接收器，以及用于对处理器输出的电信号进行电光转换的光纤发送器。

在本实施例的实际应用中，高压电网的三相电压经电压互感器PT和电流互感器CT，由集中控制器的隔离采样调理电路，经二次隔离采样、调理后，传给处理器进行运算处理，从而得到电网电压和无功补偿相关数据也即高压电网的无功补偿信息，此时，由于集中控制器可以实时检测各光伏逆变器的工作状态信息，因而，在确定高压电网需要进行无功补偿时，将会根据所检测到的各光伏逆变器的工作状态信息以及所确定的无功补偿信息，及时确定合适的控制策略，并输出相应的无功补偿调度指令。

优选的，处理器在输出无功补偿调度指令之前，还可以根据接收到的各光伏逆变器的当前工作状态信息，确定出工作异常或故障的光伏逆变器，以保证所输出的无功功率调度指令能够满足无功补偿需求。

当然，在光伏逆变器进行无功补偿的过程中，处理器能够根据实时接收的当前运行的光伏逆变器的工作状态信息，及时发现工作异常或故障的光伏逆变器，并重新进行功率分配与调度，同时，还可以对故障的光伏逆变器的编号进行报警显示。另外，在该过程中，若高压电网所需的无功补偿变化和/或运行的光伏逆变器发无功量变化时，处理器也可以根据变化后得到的无功补偿信息和当前工作状态信息，调整发无功的光伏逆变器的台数，并输出相应的新的无功补偿调度指令，在保证满足无功补偿需求的同时，避免单台光伏逆变器发无功量过大损坏光伏逆变器或过小而造成能量的浪费。

其中，由于本发明中的集中控制器设计为单端的CAN发送/接收信号，因而，处理器中的第一单端-差分互换电路会将接收到的信号转换为差分信号，并传输给第一光电转换器的第二单端-差分互换电路，转换得到单端信号后再进行电光转换，通过光纤将所得光信号传输至第一CAN光电转换器，经光电转换和总收发控制后，通过CAN总线发送给各光伏逆变器，从而实现处理器与光伏逆变器高速远距离通信，进而实现了对各光伏逆变器发无功量的快速且实时控制，满足了动态无功补偿响应需求。而且，由上述分析可知，本实施例所提供的控制设备结构简单可靠，便于拓展，且抗干扰能力强，保证了数据可靠且快速传输，非常适用于光伏逆变器间比较近的场合。

实施例三：

如图3所示，当每台光伏逆变器300均包括第三单端-差分互换电路301时，数据传输装置200则可以包括：

与所述至少一台光伏逆变器300数量相同，且一端与该光伏逆变器300中的第三单端-差分互换电路301一一相连，另一端均与处理器120相连的数据传输单元220，其中，每个数据传输单元220(图3仅一个数据传输单元进行了标注)均可以包括：

通过光纤相连的第二CAN光电转换器221和第二光电转换器222，其中，第二CAN光电转换器221通过CAN总线与处理器120相连，第二光电转换器222包括：与光伏逆变器300中的第三单端-差分互换电路301相连的第四单端-差分互换电路2221。

由此可见，本实施例将CAN总线设置在集中控制器侧，并将处理器上的通信接口设计为差分接口，并通过CAN总线与数据传输装置相连。在本实施例中，该CAN总线上设置有与光伏逆变器相同数量的节点，通过与其一一对应的数据传输单元220与光伏逆变器300一一相连，因而，处理器输出的无功功率调度指令通过该数据传输单元输送至与其对应的光伏逆变器，以控制该光伏逆变器输出的无功电流。

其中，每个数据传输单元的信号处理过程为：第二CAN光电转换器对CAN总线输入的无功功率调度指令进行电光转换，并通过光纤输送至第二光电转换器，经第四单端-差分互换电路处理后，将得到的单端信号进行光电转换，并输送至与光伏逆变器中的第三单端-差分互换电路，从而得到包含有无功补偿调度指令的差分信号，实现对该光伏逆变器的实时通信，并控制其发无功补偿电流，满足动态无功补偿需求。

由上述分析可知，本实施例所提供的控制设备也便于拓展，且与实施例二所提供的数据传输装置相比，可靠性更高，且比较适用于对通信可靠性要求较高的场所，另外，由于每个光伏逆变器都有与其一一对应的数据传输装置实现与处理器的通信，因而，本实施例也适用于光伏逆变器间距离较远的场所。

实施例四：

如图4所示，本实施例直接采用成套的CAN光纤中继器实现处理器与光伏逆变器之前的通信，则数据传输单元200可以包括：

通过光纤相连的第一CAN光纤中继器231和第二CAN光纤中继器232，其中，第一CAN光纤中继器231通过CAN总线与处理器120相连，第二CAN光纤中继器232通过CAN总线与所述至少一台光伏逆变器400相连。

在本实施例中，可以将处理器120和每台光伏逆变器300的通信接口均设计成CAN总线接口，则在实际应用时，第一CAN光纤中继器经电光转换后将所得光信号通过光纤进行远距离传输，第二CAN光纤中继器接收到光信号后，经光电转换处理，将所得电信号通过CAN总线输送给光伏逆变器；同理，光伏逆变器的当前工作状态信息经第二CAN光纤中继器电光转换后，由光纤传输给第一CAN光纤中继器进行光电转换，再通过CAN总线传输给集中控制器，从而使集中控制器能够实时掌握光伏逆变器的工作状态信息，以便对无功功率调度指令及时进行调整，满足动态无功补偿的需求。

优选的，当相邻的光伏逆变器之间距离超过预设范围(可根据经验确定)时，为了进一步提高数据传输速度并保证数据传输的可靠性，本发明还可以在上述实施例二到实施例四的任意一个实施例的基础上，在该相邻逆变器之间增设实施例四所提供的数据传输装置，即通过光纤相连的第三CAN光纤中继器和第四CAN光纤中继器，其具体的数据传输过程与实施例四类似，在此将不再复述。

可见，上述实施例四所提供的数据传输装置与实施例二和三提供的数据传输装置相比，拓展更加灵活，数据传输距离更远，应用范围也更广。在实际应用中，可根据实际应用场合选择合适的数据传输装置，以实现集中控制器与光伏逆变器之间的远距离通信，从而使本发明所述的动态无功补偿控制设备的结构组成更加灵活。

需要说明的是，上述各实施例中，高压电网需经过降压变压器1处理才能连接负荷，而当电网负荷存在低压负荷和高压负荷之分时，如图5所示，可以在低压负荷与高压负荷母线进行就地补偿，此时，只需设置两套动态无功补偿控制设备即可。具体的，高压电网与高压负荷侧的光伏逆变器之间的动态无功补偿控制设备可以为上述各实施例所提供的控制设备，此时需要在每个光伏逆变器与高压负荷之间增加一个升压变压器即可；而在低压负荷电网上，在上述降压变压器1的二次侧作为新的高压侧，其经降压变压器2后的一端作为新的负荷侧，并在新的高压侧和负荷侧之间同样设置上述各实施例所述的动态无功补偿控制设备即可。其中，这两套动态无功补偿控制设备可以采用上述实施例二至四中的任意一种结构，此时，实施例二至四所提供的控制方案可单独使用，也可以混合使用，用户可根据场合的实际情况而定，本发明对此不作任何限定。另外，两套控制设备中的集中控制器可通过CAN总线进行通信。

另外，对于上述各实施例，当集中控制器与光伏逆变器之间的距离较近且用双绞线通讯效果良好时，上述数据传输装置可以为双绞线。在图5所示的情况下，可根据各低压负荷和各高压负荷处的无功需求分配光伏逆变器的无功容量，从而实现低压负荷母线和高压负荷母线的动态补偿，两母线间基本无无功流动，且在低压负荷母线和高压负荷母线内各个负载间的无功流动得到一定程度的减小。

实施例五；

如图6所示，为本发明一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制方法的流程图，可以应用于如上述实施例一至五所述的动态无功补偿控制设备的集中控制器，该集中控制器与高压电网的计量互感器二次侧和数据传输装置相连，因而，从该集中控制器的角度进行描述，该方法可以包括：

步骤S601：获取计量互感器检测到的所述高压电网的当前状态数据。

步骤S602：接收数据传输装置发送的所有光伏逆变器的当前工作状态信息。

其中，所获取的当前状态数据可以包括：高压电网的当前电压值和电流值等，其可以由高压电网计量专用互感器检测得到，并发送给集中控制器；而所获取的当前工作状态信息可以包括：各光伏逆变器的当前工作状态，发无功量及其对应的编号，以及所有光伏逆变器发无功总量等等。

在实际应用中，集中控制器启动之前，需要对其进行预充电，再进行通讯，获取正常联网工作的多个并联光伏逆变器的当前工作状态信息，以便实时掌握并网运行的光伏逆变器的工作情况，并在检测到某光伏逆变器工作异常或故障时，及时调整后续操作，以确保满足无功补偿需求。

其中，当集中控制器根据所获取的当前工作状态信息，确定某光伏逆变器工作异常时，可报警显示该光伏逆变器的编号。

步骤S603：对所述当前状态数据进行处理，并根据预设的控制策略，确定无功补偿信息。

在本实施例中，当集中控制器接收到互感器发送的当前状态数据后，可经二次隔离采样、调理后，传给该集中控制器中的处理器，按照预设的无功计算公式，对调理后所得信号进行运算处理，从而确定无功补偿信息。其中，该无功补偿信息可以包括高压电网的具体的无功补偿需求。

步骤604：根据所述无功补偿信息和所述当前工作状态信息，输出无功补偿调度指令。

由上述步骤603确定高压电网的无功补偿需求后，结合步骤602获取的所有光伏逆变器的工作状态信息，确定要满足该无功补偿需求的光伏逆变器的台数以及每台光伏逆变器的工作状态和发无功量，之后，由所确定这些信息构成无功补偿调度指令输出。

具体的，当集中控制器确定无功补偿信息和当前所有运行光伏逆变器的工作状态信息后，将判断当前所有运行的光伏逆变器发无功总量是否满足该无功补偿信息(如当前高压电网的无功补偿需求)，如果满足，则利用预设的相应的控制策略和算法，确定对应的无功补偿调度指令；若不满足，则调整当前所有运行的光伏逆变器的台数(即增加或减少当前运行的光伏逆变器的台数)或工作状态，直至调整后运行的光伏逆变器发无功总量满足该无功补偿信息，之后，再根据调整后运行的光伏逆变器的当前工作状态信息以及该无功补偿信息，确定要输出的无功补偿调度指令。

其中，需要说明的是，在确定输出的无功补偿调度指令时，所依据的当前工作状态信息是当前正常工作的光伏逆变器的工作状态信息。

由此可见，本发明实施例中，集中控制器是采用闭环控制理论来确定合适的无功补偿调度指令，与现有技术中单独向每台光伏逆变器发送无功指令相比，本发明的控制方法具有静差小、响应快的优点。

步骤605：利用所述无功补偿调度指令控制所述光伏逆变器输出无功补偿电流。

优选的，集中控制器可以实时或周期性地执行步骤S601和S602所述的获取操作，以便根据高压电网的最新无功补偿信息和/或光伏逆变器的最新工作状态信息，及时调整无功补偿调度指令，也就是说，在上述步骤601-步骤604过程中，集中控制器一旦确定当前运行的光伏逆变器中存在工作异常情况，和/或所确定高压电网的无功补偿信息发生变化，都会重新进行功率分配与调度，即重新确定要输出的无功补偿调度指令，从而在保证光伏逆变器满足无功补偿需求的同时避免能量的浪费。

由上述分析可知，本发明实施例利用集中控制器进行闭环控制，在确定高压电网侧的无功补偿信息时，检测低压并网侧光伏逆变器的当前工作状态信息，从而快速确定出合适的无功补偿调度指令，以控制低压并网侧的多个并联的光伏逆变器发无功补偿电流，从而满足相关标准的动态无功补偿响应需求。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的设备相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见设备部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制设备，其特征在于，包括：集中控制器和数据传输装置，其中，

所述集中控制器与高压电网的计量互感器二次侧和所述数据传输装置相连，接收所述计量互感器检测到的所述高压电网的当前状态数据以及所述数据传输装置反馈的所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息，对所述当前状态数据进行处理，确定无功补偿信息，并根据所述无功补偿信息和所述当前工作状态信息，输出无功补偿调度指令；

所述数据传输装置与至少一台光伏逆变器相连，将接收到的所述无功补偿调度指令输送至所述至少一台光伏逆变器，以及，将所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息反馈给所述集中控制器；

其中，所述集中控制器包括：

与高压电网计量互感器二次侧相连，对所述计量互感器检测到的所述高压电网的当前状态数据进行二次隔离采样、调理的隔离采样调理电路；

与所述隔离采样调理电路和所述数据传输装置相连的处理器，接收所述隔离采样及调理电路输出的调理后的数据和所述数据传输装置反馈的当前工作状态信息，并利用预存的控制算法对所述调理后的数据进行运算处理，确定无功补偿信息后，根据所述无功补偿信息和所述当前工作状态信息，输出与满足预设要求的所有光伏逆变器一一对应的无功补偿调度指令。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理器包括第一单端-差分互换电路，则所述数据传输装置包括：

通过光纤相连的第一CAN光电转换器和第一光电转换器；

其中，所述第一CAN光电转换器通过CAN总线与所述至少一台光伏逆变器相连，所述第一光电转换器包括：与所述第一单端-差分互换电路相连的第二单端-差分互换电路。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，每一台所述光伏逆变器均包括第三单端-差分互换电路，则所述数据传输装置包括：

与所述至少一台光伏逆变器数量相同，且一端与所述至少一台光伏逆变器中的第三单端-差分互换电路一一相连，另一端均与所述处理器相连的数据传输单元，其中，每个所述数据传输单元包括：

通过光纤相连的第二CAN光电转换器和第二光电转换器；

其中，所述第二CAN光电转换器通过CAN总线与所述处理器相连，所述第二光电转换器包括：与所述光伏逆变器中的第三单端-差分互换电路相连的第四单端-差分互换电路。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述数据传输单元包括：

通过光纤相连的第一CAN光纤中继器和第二CAN光纤中继器；

其中，所述第一CAN光纤中继器通过CAN总线与所述处理器相连，所述第二CAN光纤中继器通过CAN总线与所述至少一台光伏逆变器相连。

5.根据权利要求2-4任一项所述的设备，其特征在于，当相邻两台光伏逆变器之间的距离超过预设范围时，所述设备还包括：

设置在所述相邻两台光伏逆变器之间，通过光纤相连的第三CAN光纤中继器和第四CAN光纤中继器。

6.一种应用于光伏系统的动态无功补偿控制方法，其特征在于，应用于集中控制器，所述集中控制器与高压电网的计量互感器二次侧和数据传输装置相连，所述方法包括：

获取所述计量互感器检测到的所述高压电网的当前状态数据；

接收所述数据传输装置发送的所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息；

对所述当前状态数据进行二次隔离采样、调理后，根据预设的控制策略对调理后的数据进行运算处理，确定无功补偿信息；

根据所述无功补偿信息和所述当前工作状态信息，输出无功补偿调度指令；

利用所述无功补偿调度指令控制所述光伏逆变器输出无功补偿电流。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述当前工作状态信息包括：各光伏逆变器的当前工作状态、发无功量以及对应编号，则所述根据所述无功补偿信息和所述当前工作状态信息，输出无功补偿调度指令，包括：

判断当前所有运行的光伏逆变器发无功总量是否满足所述无功补偿信息；

若不满足，调整当前所有运行的光伏逆变器的台数，直至调整后运行的光伏逆变器发无功总量满足所述无功补偿信息；

根据调整后运行的光伏逆变器的当前工作状态信息以及所述无功补偿信息，输出无功补偿调度指令。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当获取到所有光伏逆变器的当前工作状态信息时，还包括：

判断所有运行的光伏逆变器的工作是否异常；

若是，则报警显示工作异常的光伏逆变器的编号；

则所述根据所述无功补偿信息和所述当前工作状态信息，输出无功补偿调度指令具体为：

根据所述无功补偿信息和所有正常工作的光伏逆变器的当前工作状态信息，输出无功补偿调度指令。

9.根据权利要求6-8任一项所述方法，其特征在于，所述获取高压电网的当前状态数据以及所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息具体是：

实时或周期性获取高压电网的当前状态数据以及所有运行的光伏逆变器的当前工作状态信息。