CN104659790A - 大型光伏电站无功电压控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型光伏电站无功电压控制方法，该控制方法通过实时检测并网点电压，与参考值比较通过PI控制器自动获取维持并网点电压所需的无功需求量，实现并网点电压的动态调节。本发明应用灵敏度的分析方法表示无功与电压间的关系，给出了PI控制器参数的设计过程，并将以站内电压均匀分布为目标的无功优化问题转化为可以快速准确求解的带约束条件的非线性规划模型；对该模型进行求解计算出各组光伏发电单元的无功参考量，实时调节各光伏发电单元的无功出力，在保证并网点电压稳定的基础上，改善站内电压分布，保证光伏电站的稳定运行。

Description

大型光伏电站无功电压控制方法

技术领域

本发明属于光伏电站控制领域，具体涉及一种大型光伏电站无功电压控制方法。

背景技术

近年来，光伏产业发展迅速。由于系统成本不断降低，光伏并网技术逐渐成熟，建设大型并网光伏电站是大规模利用太阳能的有效方式。不同于分布式光伏发电，大型光伏电站多建立在荒漠地区，当地负荷水平较低，所接入地区电网短路容量较小，大量的光伏电力需要高压长距离输电线路外送。由于光伏发电受光照影响较大，光照的波动会引起有功输出的波动，从而导致并网点电压波动甚至越限，因此大型光伏电站必须具备无功电压控制能力。

目前针对光伏电站电压控制的研究多集中在分布式发电领域。分布式光伏发电调压的方式主要有利用储能装置、利用无功补偿装置、逆变器无功功率控制。储能装置可以平抑有功波动但会增加系统成本；利用无功补偿装置调压忽略了逆变器的无功输出能力；逆变器无功功率控制需要检测负载无功电流，适用于补偿负载侧无功，并不能实现光伏电站的无功独立控制。此外，德国电气工程师协会提出了适用于分布式光伏发电的四种无功控制策略：恒无功功率Q控制、恒功率因数控制、基于光伏有功出力的控制及基于并网点电压幅值的Q(U)控制策略。但这四种控制策略针对单台逆变器的控制，并不适用于大型光伏电站。

不同于分布式光伏发电，大型光伏电站通常由多组光伏发电单元(PV Generation Unit，PVGU)组成，采用每组PVGU分别通过升压变压器汇入送端配电站，然后以相应的电压等级实现远距离高压交流输电。其并网点电压波动情况取决于其装机容量及所接入电网结构的强度。文献[大型光伏电站无功电压控制究]提出了以并网点电压以及并网点功率因数为控制目标的控制策略；文献[并网光伏发电系统无功电压控制研究]将大型光伏电站内部的无功源分为三层，提出了三层无功控制策略，但以上文献都未研究电站内部的电压分布情况。

虽然目前尚无规范对站内PVGU并网电压做出具体规定，但由于站内集电线路的存在，随着有功出力的增加，可能会导致线路末端PVGU电压过高，导致保护装置动作，使得逆变器脱网，不利于光伏电站额稳定运行。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种大型光伏电站无功电压控制方法，该方法可以实现并网点电压的动态调节，并能充分改善光伏电站内部的电压分布情况，从而保证光伏电站的稳定运行。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，

大型光伏电站无功电压控制方法，其特征在于：该控制方法包括由无功整定环节和无功分配环节；

所述无功整定环节通过比较电压控制点实际电压U_POI与参考电压U_ref得到电压偏差，再通过PI控制器自动获取维持电压控制点电压所需的总的无功参考量Q_ref；

所述无功分配环节根据优化计算所得的无功参考量分配SVG与PVGU之间、各PVGU之间的无功。

进一步，参考电压U_ref到无供参考Q_ref ^*的闭环传递函数为：

$\frac{Q_{\mathrm{ref}}}{U_{\mathrm{ref}}}=\frac{k_p[T{s}^2+(k_{i}T+1)s+k_i}{T{s}^2+(k_p{S}_{\mathrm{VQ}}+1)s+k_p{k}_i{S}_{\mathrm{VQ}}},$

其中k_p，k_i为PI控制器参数，1/(Ts+1)为逆变器和SVG等效，S_VQ为各无功源对并网点电压的无功电压灵敏度。

进一步，电压参考U_ref到并网点电压U_POI的开环传递函数为：

$\frac{U_{\mathrm{POI}}}{U_{\mathrm{ref}}}=k_p(1+\frac{k_i}{s})\frac{S_{\mathrm{VQ}}}{\mathrm{Ts}+1}=\frac{1}{\mathrm{Ts}}$

进一步，k_p，k_i取值为：

$k_p=\frac{1}{S_{\mathrm{VQ}}},k_i=\frac{1}{T}$

进一步，电压参考U_ref到并网点电压U_POI的开环传递函数为：

$\frac{U_{\mathrm{POI}}}{U_{\mathrm{ref}}}=k_p(1+\frac{k_i}{s})\frac{S_{\mathrm{VQ}}}{\mathrm{Ts}+1}=\frac{1}{\mathrm{Ts}},$

此时系统就有良好的动态性能。

优选的，当Q_smin<Q_ref<Q_smax时，此时SVG的无功参考量Q_sref和各组PVGU总的无功参考量Q_pv为：

$\left\{\begin{array}{c}{Q}_{\mathrm{sref}}=Q_{\mathrm{ref}}\\ Q_{\mathrm{pv}}=0\end{array}\right.$

当Q_ref>Q_smax或者Q_ref<Q_smin时，有

其中Q_sref、Q_pv分别为SVG和各组PVGU总的无功参考量，Q_smin、Q_smax分别为SVG的容性无功容量和感性无功容量。

进一步，第i组PVGU并网电压为：

其中U_i为调节后第i组PVGU并网电压，S_ji为第j组PVGU对于第i组PVGU的无功电压灵敏度，Q_jref为第j组PVGU的无功参考量，U_I为实际电压，以各组PVGU电压的方差最小为目标，则目标函数为：

$\min f=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(U_i-\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{U}_i)}^2$

等式约束：

其中Q_iref为第i组PVGU的无功参考，

不等式约束：

Q_imin≤Q_iref≤Q_imax

Qi_min，Qi_max分别为第i组PVGU的容性无功容量和感性无功容量，

采用全局序列二次规划法对以上带约束条件的非线性规划问题进行求解，便可求得维持并网点电压恒定，且站内电压均匀分布时各PVGU的无供参考值。

进一步，同一光伏发电单元中不同逆变器之间按照无功裕量比进行分配：

$\left\{\begin{array}{c}{Q}_{i1\mathrm{ref}}=\frac{Q_{i1m}}{Q_{i1m}+Q_{i2m}}{Q}_{\mathrm{iref}}\\ Q_{i2\mathrm{ref}}=\frac{Q_{\mathrm{li}2m}}{Q_{i1m}+Q_{i2m}}{Q}_{\mathrm{iref}}\end{array}\right.$

其中Q_i1ref、Q_i2ref分别为第i组PVGU中第1台和第2台逆变器的无功参考和无功容量，Q_i1m、Q_i2m分别表示第i组PVGU中第1台和第2台逆变器的无功容量。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

本发明通过实时检测并网点电压，与参考值比较通过PI控制器自动获取维持并网点电压所需的无功需求量，实现并网点电压的动态调节。本发明应用灵敏度的分析方法表示无功与电压间的关系，给出了PI控制器参数的设计过程，并将以站内电压均匀分布为目标的无功优化问题转化为可以快速准确求解的带约束条件的非线性规划模型；对该模型进行求解计算出各组光伏发电单元的无功参考量，实时调节各光伏发电单元的无功出力，在保证并网点电压稳定的基础上，改善站内电压分布，保证光伏电站的稳定运行。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为无功电压控制示意图；

图2为并网点电压控制框图；

图3为光伏电站并网运行模型图；

图4为光照变化时并网点电压变化情况图，其中a为110kV母线电压，b为SVG无功输出，c为所有PVGU总的无功参考；

图5为各光伏发电单元并网电压图，其中a表示未采用控制策略，b表示采用了控制策略；

图6为采用控制方法前后站内网损比较图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

实施例一

为了便于集中补偿，光伏电站通常在主变压器低压侧设置无功补偿装置，《光伏发电站无功补偿技术规范(征求意见稿)》中规定应充分利用逆变器的无功输出能力，因此大型光伏电站无功控制必然涉及无功补偿装置与光伏逆变器之间以及不同逆变器之间的协调控制。鉴于静止无功发生器SVG在无功补偿中的动态无功调节能力，本实施例仅以SVG代替无功补偿装置进行分析与设计。由于SVG和逆变器都可以通过调节无功功率参考实现无功输出，基于此本文提出了以下控制方法：

该控制方法包括由无功整定环节和无功分配环节；

所述无功整定环节通过比较电压控制点实际电压U_POI与参考电压U_ref得到电压偏差，再通过PI控制器自动获取维持电压控制点电压所需的总的无功参考量Q_ref；

所述无功分配环节根据优化计算所得的无功参考量分配SVG与PVGU之间、各PVGU之间的无功。

如图1所示，图中U_POI为并网点实测电压，U_ref为参考电压；Q_ref为总的无功参考量，Q_sref、Q_pv，分别为SVG和各组PVGU总的无功参考量，Q_iref为第i组PVGU的无功参考，Q_smin，Q_smax分别为SVG的容性无功容量和感性无功容量。

为了减少网损，优先利用SVG进行无功输出，当总的无功参考量Q_smin<Q_ref<Q_smax时，此时SVG的无功参考和各组PVGU总的无供参考为：

$\left\{\begin{array}{c}{Q}_{\mathrm{sref}}=Q_{\mathrm{ref}}\\ Q_{\mathrm{pv}}=0\end{array}\right.---\left(1\right)$

当总的无功功率参考量Q_ref>Q_smax或者Q_ref<Q_smin时，有

由于站内各组PVGU的并网电压可能出现越限的情况，本文拟利用逆变器的无功输出改善站内节点电压。因此各组PVGU无功参考Q_iref通过优化计算程序获取。

在静态稳定的前提下，光伏电站的无功输出与并网点电压幅值近似呈线性关系，因此可以采用PI控制器实现电压幅值的无差控制。将逆变器和SVG等效为惯性环节，，可得并网点电压控制框图如图2所示：

k_p，k_i为PI控制器参数，1/(Ts+1)为逆变器和SVG等效，Q_ref为将并网点电压维持在规定范围内所需的无功参考，Q为逆变器和SVG实际发出无功量，S_VQ为各无功源对并网点电压的无功电压灵敏度，f(P)为扰动量，表示有功输出对并网点电压影响。

由图2可知，参考电压U_ref到无供参考Q_ref ^*的闭环传递函数为：

$\frac{Q_{\mathrm{ref}}}{U_{\mathrm{ref}}}=\frac{k_p[T{s}^2+(k_{i}T+1)s+k_i}{T{s}^2+(k_p{S}_{\mathrm{VQ}}+1)s+k_p{k}_i{S}_{\mathrm{VQ}}}---\left(3\right)$

分子分母都为2阶，为使得无供参考较快跟随电压变化，可将系统校正为比例环节：

$\left\{\begin{array}{c}{k}_{i}T+1=k_p{S}_{\mathrm{VQ}}+1\\ k_i=k_p{k}_i{S}_{\mathrm{VQ}}\end{array}\right.---\left(4\right)$

可得：

$k_p=\frac{1}{S_{\mathrm{VQ}}},k_i=\frac{1}{T}---\left(5\right)$

此时，电压参考U_ref到并网点电压U_POI的开环传递函数为：

$\frac{U_{\mathrm{POI}}}{U_{\mathrm{ref}}}=k_p(1+\frac{k_i}{s})\frac{S_{\mathrm{VQ}}}{\mathrm{Ts}+1}=\frac{1}{\mathrm{Ts}}---\left(6\right)$

为积分环节，此时系统稳定且具有良好的动态性能。

为进一步分析无功与电压之间精确关系以及各组PVGU之间的相互影响，下面应用灵敏度分析的方法进行分析。

用灵敏度系数来表示控制变量与被控变量之间的相互关系从而使复杂的问题得以简化。灵敏度系数可以通过对雅克比矩阵求逆获得，但在求解过程中无法避免无功率注入节点带来的影响，因此本发明根据“降阶雅克比矩阵算法”求得只包含所研究节点功率/电压灵敏度信息的雅可比矩阵J_S。针对本发明所介绍的大型光伏电站模型，所研究的节点包括n个功率注入节点即n组PVGU以及POI并网点，共计n+1个节点。其降阶后的雅可比矩阵如下：

$J_s^{-1}=\left[\begin{array}{ccc}{A}_{\mathrm{1,1}}& ...& A_{\mathrm{1,2}(n+1)}\\ ...& ...& ...\\ A_{2(n+1),1}& ...& A_{2(n+1),2(n+1)}\end{array}\right]---\left(7\right)$

其中，第i组PVGU对于并网点电压的无功电压灵敏度为S_i-PCC＝A_{2(n+1)，n+1+i}，第j组PVGU对于第i组PVGU的无功电压灵敏度为S_ji＝A_{n+1+j，n+1+i}(i<n，j<n)。

忽略有功波动的影响，光伏电站并网点电压波动量与站内各无功源无功输出的关系可表示如下：

$\mathrm{\&Delta;}{U}_{\mathrm{PCC}}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_{2(n+1),n+1+i}{Q}_i+A_{2(n+1),2(n+1)}{Q}_{\mathrm{PCC}}---\left(8\right)$

△U_PCC为由于站内总的无功输出所引起的并网点电压改变量。Q_PCC为升压站无功补偿装置的无功输出。由实际计算可知，各PVGU以及无功补偿装置无功输出对于并网点电压影响近似相等。即

A_2(n+1),n+1+2＝A_2(n+1),n+1+3＝...＝A_{2(n+1),2(n+1)}≈S_VQ    (9)

S_VQ为常数，式(8)可进一步表示为

ΔU_PCC＝S_VQΣQ          (10)

ΣQ表示光伏电站所发出的总的无功功率，包括逆变器和无功补偿装置。

同理，第i组PVGU并网电压该变量△U_i与各组PVGU无功输出可表示为：

$\mathrm{\&Delta;}{U}_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{S}_{\mathrm{ji}}{Q}_j---\left(11\right)$

S_ji为第j组PVGU对于第i组PVGU的无功电压灵敏度，n为站内PVGU组数，Q_j为第j组PVGU的无功输出。

随着光照增强，集电线路末梢的PVGU可能出现电压过高的情况，当电网电压出现波动会导致继电保护装置动作，恶劣情况下可能引起连锁反应，导致逆变器大规模脱网。因此本文对各组PVGU的无功参考量Q_i进行优化，根据站内电压情况，实时调节各组PVGU的无功输出，在保证光伏电站总无功需求的同时，实现站内各PVGU并网电压差异最小。

各PVGU之间通过线路阻抗相互影响，并网电压不仅与自身功率输出有关，同时受到其它PVGU的影响，由式(11)可知，电压波动量与无功波动之间的关系可近似为线性关系，其系数为无功电压灵敏度。忽略有功波动对于电压的影响，第i组PVGU并网电压可表示为：

$U_i=U_I+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{S}_{\mathrm{ji}}{Q}_{\mathrm{jref}}---\left(12\right)$

其中U_i为调节后第i组PVGU并网电压，S_ji为第j组PVGU对于第i组PVGU的无功电压灵敏度，Q_jref为第j组PVGU的无功参考量。U_I为实际电压。以站内各组PVGU电压的方差最小为目标，则目标函数为：

$\min f=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(U_i-\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{U}_i)}^2---\left(13\right)$

等式约束：

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{\mathrm{iref}}=Q_{\mathrm{pv}}---\left(14\right)$

其中Q_i为第i组PVGU的无功参考，Q_pv为所有PVGU总的无功参考量，具体取值见式(1)、(2)。

不等式约束：

Q_imin≤Q_iref≤Q_imax       (15)

Q_imin，Q_imax为第i组PVGU的容性无功容量和感性无功容量，其值受到逆变器额定容量的约束。

采用全局序列二次规划法(SQP)可以对以上带约束条件的非线性规划问题进行求解，便可求得维持并网点电压恒定，且站内电压均匀分布时各PVGU的无供参考值。

当总的无功需求Q_ref超出在光伏电站无功容量范围内时，补偿装置和逆变器应以最大的无功容量输出无功。

根据以上方法确定各光伏发电单元的无功参考，在此基础上，同一光伏发电单元中不同逆变器之间按照其无功裕量比进行分配：

$\left\{\begin{array}{c}{Q}_{i1\mathrm{ref}}=\frac{Q_{i1m}}{Q_{i1m}+Q_{i2m}}{Q}_{\mathrm{iref}}\\ Q_{i2\mathrm{ref}}=\frac{Q_{\mathrm{li}2m}}{Q_{i1m}+Q_{i2m}}{Q}_{\mathrm{iref}}\end{array}\right.---\left(16\right)$

其中Q_i1ref、Q_i2ref、Q_i1m、Q_i2m分别为第i组PVGU中第1台和第2台逆变器当无功参考和无功容量。

无功补偿装置采用多组SVG并联时，不同SVG之间按照式(16)进行分配。

实施例二

光伏电站总装机容量60MW，共有4回集电线路，每回集电线路串联10组PVGU，每组PVGU容量1.5MW，通过0.29kV/10kV升压变压器升压至10kV接入集电线路。相邻两组PVGU之间距离为1.2km，，主变压器容量60MW，送出线路长度80km，SVG容量为-4Mvar-6Mvar。该光伏电站并网运行模型如图3所示。

开始时光照强度S_ref＝200W/m²，各光伏发电单元开始工作，在1.5s时光照强度突增至S_ref＝600W/m²，到2.5s，光照强度又由S_ref＝600W/m²突增至S_ref＝900W/m²。

图4(a)(b)(c)分别为并网点电压变化情况，SVG无功输出以及光伏发电单元总的无功参考量。由图(a)可知，未采用无功补偿策略时，在0-1.5s，光伏出力较弱，并网点电压近似等于额定值，在1.5s-2.5s，由于光照增强，光伏出力增加，引起并网点电压上升至1.018pu，在2.5s-3.5s，由于光照进一步增强，光伏电站出力达到最大，此时站内无功消耗也达到最大，有功的影响小于逆向无功的影响，导致并网点电压下降至0.962pu。采用无功控制策略后，可以将并网点电压稳定在参考值1，且具有良好的动态性能。

由图4(b)和图4(c)可知，在0s-1.5s和1.5s-2.5s，由于并网点电压偏离参考值较小，所需无功量分别为-0.6Mvar和-3Mvar，小于SVG的容性无功补偿容量，此时由SVG承担所有的无功需求，光伏发电单元总的无供参考为0；在2.5s-4.5s，由于并网点电压大幅跌落，需大量的无功支撑，此时SVG以最大感性无功容量(6Mvar)输出，剩余0.96Mvar的无功由PVGU提供。

由于各集电线路参数相同，所串联PVGU数也相同，因此取其中一回路进行分析。结果如图5所示。

表1 各PVUG不同光照下无功出力

图5所示为一回集电线路中各发电单元在不同光照下并网电压情况，其中光伏发电单元组号按照到升压站距离由小到大依次排列，1号距升压站最近，10号距升压站最远。由图5(a)可知，当光照强度为200W/m²时，各发电单元之间电压都在参考值附近；当光照强度升为600W/m²时，由于有功出力的增加，各PVGU并网电压明显上升，其中第10组电压达到1.08pu，波动幅度为0.07pu，当电网电压发生波动时，可能导致该组保护装置动作，甚至引起连锁反应，导致多台逆变器脱网。当光照强度继续上升至900W/m²时，由于并网点电压下降，使得各PVGU出口电压降低，其中第1组PVGU出口电压降至0.97pu，可能会导致欠压保护动作；另外此时线路首尾两端的电压差达到最大，约为0.08pu，不利于保护装置的整定。

采用本文提出的控制策略后，各PVGU并网电压明显改善，结果如图5(b)所示。优化后的各PVGU的无功出力如表1所示。在S_ref＝200W/m²及S_ref＝600W/m²时，并网点所需无功仅由SVG提供，各PVGU总的无供参考为0Mvar，PVGU之间相互支撑。在S_ref＝200W/m²时，由于有功出力较弱，控制前后各组PVGU电压变化不明显；当S_ref＝600W/m²时，经优化计算，前4组PVGU发出感性无功，线路中后6组PVGU吸收感性无功，使得线路电压1.05pu附近平均分布。当S_ref＝900W/m²时，SVG无功容量不足以支撑并网点电压，此时需要PVGU提供额外的感性无功；经过优化计算，前五组电压较低的PVGU发出感性无功，后五组吸收感性无功，无功总和为240kvar，4回集电线路共提供无功960kvar。此时线路首端PVGU电压被抬升至0.99pu，末端电压降至1.028pu左右，线路中最大电压差降至0.04pu。可见，采用无功控制策略后，可以明显改善电站内部各PVGU并网电压，保证光伏电站的稳定运行。

采用无功控制策略前后站内有功损耗情况如图6所示，可知采用该控制策略后，站内有功网损并未明显增加。

综上所述，利用本发明所提出的控制策略可以实现并网点电压的动态调节，并能充分改善光伏电站内部的电压分布情况，从而保证光伏电站的稳定运行。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.大型光伏电站无功电压控制方法，其特征在于：该控制方法包括由无功整定环节和无功分配环节；

所述无功整定环节通过比较电压控制点实际电压U_POI与参考电压U_ref得到电压偏差，再通过PI控制器自动获取维持电压控制点电压所需的总的无功参考量Q_ref；

所述无功分配环节根据优化计算所得的无功参考量分配SVG与PVGU之间、各PVGU之间的无功参考。

2.根据权利要求1所述的大型光伏电站无功电压控制方法，其特征在于：参考电压U_ref到无供参考Q_ref ^*的闭环传递函数为：

$\frac{Q_{\mathrm{ref}}}{U_{\mathrm{ref}}}=\frac{k_p[T{s}^2+(k_{i}T+1)s+k_i}{T{s}^2+(k_p+S_{\mathrm{VQ}}+1)s+k_p{k}_i{S}_{\mathrm{VQ}}}---\left(3\right),$

其中k_p，k_i为PI控制器参数，1/(Ts+1)为逆变器和SVG等效，S_VQ为各无功源对并网点电压的无功电压灵敏度。

3.根据权利要求2所述的大型光伏电站无功电压控制方法，其特征在于：电压参考U_ref到并网点电压U_POI的开环传递函数为：

$\frac{U_{\mathrm{POI}}}{U_{\mathrm{ref}}}=k_p(1+\frac{k_i}{s})\frac{S_{\mathrm{VQ}}}{\mathrm{Ts}+1}=\frac{1}{\mathrm{Ts}}---\left(6\right),$

k_p，k_i取值为：

$k_p=\frac{1}{S_{\mathrm{VQ}}},k_i=\frac{1}{T}---\left(5\right)$

4.根据权利要求1所述的大型光伏电站无功电压控制方法，其特征在于：

当Q_smin<Q_ref<Q_smax时，此时SVG的无功参考量Q_sref和各组PVGU总的无功参考量Q_pv为：

$\left\{\begin{array}{c}{Q}_{\mathrm{sref}}=Q_{\mathrm{ref}}\\ Q_{\mathrm{pv}}=0\end{array}\right.---\left(1\right)$

当Q_ref>Q_smax或者Q_ref<Q_smin时，有

其中Q_sref、Q_pv分别为SVG和各组PVGU总的无功参考量，Q_smin、Q_smax分别为SVG的容性无功容量和感性无功容量。

5.根据权利要求4所述的大型光伏电站无功电压控制方法，其特征在于：第i组PVGU并网电压为：

$U_i=U_I+\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{S}_{\mathrm{ji}}{Q}_{\mathrm{jref}}---\left(12\right)$

其中U_i为调节后第i组PVGU并网电压，S_ji为第j组PVGU对于第i组PVGU的无功电压灵敏度，Q_jref为第j组PVGU的无功参考量，U_I为实际电压，以各组PVGU电压的方差最小为优化目标，则目标函数为：

$\min f=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(U_i-\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{U}_i)}^2---\left(13\right)$

等式约束：

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{Q}_{\mathrm{iref}}=Q_{\mathrm{pv}}---\left(14\right)$

其中Q_iref为第i组PVGU的无功参考，

不等式约束：

Q_imin≤Q_iref≤Q_imax               (15)

Qi_min，Qi_max分别为第i组PVGU的容性无功容量和感性无功容量，

采用全局序列二次规划法对以上带约束条件的非线性规划问题进行求解，便可求得维持并网点电压恒定，且站内电压均匀分布时各PVGU的无供参考值。

6.根据权利要求5所述的大型光伏电站无功电压控制方法，其特征在于：同一光伏发电单元中不同逆变器之间按照无功裕量比进行分配：

$\left\{\begin{array}{c}{Q}_{i1\mathrm{ref}}=\frac{Q_{i1m}}{Q_{i1m}+Q_{i2m}}{Q}_{\mathrm{iref}}\\ Q_{i2\mathrm{ref}}=\frac{Q_{\mathrm{li}2m}}{Q_{i1m}+Q_{i2m}}{Q}_{\mathrm{iref}}\end{array}\right.---\left(16\right)$

其中Q_i1ref、Q_i2ref分别为第i组PVGU中第1台和第2台逆变器的无功参考和无功容量，Q_i1m、Q_i2m分别表示第i组PVGU中第1台和第2台逆变器的无功容量。