CN105048472A - 一种提高光伏电站电压合格率的无功电压控制方法 - Google Patents

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张平刚
殷骏
程琦
谢芝东
陈超
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Abstract

本发明提出了一种提高光伏电站电压合格率的无功电压控制方法，包括以下步骤：获取光伏电站逆变器及无功补偿装置的实时状态数据、运行状态信息以及升压站电气量信息；计算光伏电站内光伏逆变器的电压无功灵敏度、无功补偿装置并网点的电压无功灵敏度、并网点的电压无功灵敏度；统计光伏电站内M台逆变器当前可控的无功裕度、无功补偿设备当前可控的无功裕度；计算光伏电站当前所需的无功增量；将光伏电站所需的无功增量与逆变器、无功补偿设备当前可控的无功裕度进行比较；统计偏差；进行无功补偿。本发明有利于提高电压调节合格率。

Description

一种提高光伏电站电压合格率的无功电压控制方法
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种提高光伏电站电压合格率的无功电压控制方法。
背景技术
太阳能发电近年来在国家的大力扶持下获得了巨大的发展，由于太阳能发电的随机性、间歇性的特点，造成电网运行调度的困难和复杂化，对电网的安全稳定运行造成了很大影响，因此电网调度机构迫切需要实现光伏电站运行的实时监控。而AVC(自动电压控制)技术作为光伏电站的新系统，对光伏电站电压有着至关重要的影响。
光伏发电的随机波动性，增加了电网运行控制的难度，降低电网运行经济性。对于一个由数十台甚至上百台具有无功调节能力的逆变器，其无功控制的关键在于如何协调光伏电站无功控制与逆变器控制之间的关系。由于光伏电站机组容量相对较小，单台逆变器无功调节难以实现对系统电压的支撑，也难以满足相关规程要求。因此，光伏电站的无功功率调节问题必然牵涉到众多逆变器组及无功补偿装置的联合调节。如何协调控制每台逆变器的及无功补偿装置无功输出，使得光伏电站并网点的无功输出满足系统负荷变化，抑制由负荷变化引起的母线电压波动，抵御由局部电网故障造成的控制点电压跌落，维持光伏电站接入区域电网电压稳定问题备受关注。
目前主流的控制方案如下：光伏站AVC系统接收到调度中心主站下发的并网点母线电压指令后，AVC子站结合当前站内运行工况，计算出电压达标所需的无功量，根据逆变器有限，SVC或者SVG等无功补偿装置次之，再提示调节或直接调节主变的顺序进行控制。目前按照各逆变器等功率因数的分配策略将无功分配给各逆变器，若逆变器发出的无功不能满足电压调控要求，则再将无功指令下发给无功补偿装置，使光伏电站母线电压维持在调度中心下达的指令附近。
但目前这种方案在实际应用中存在以下问题：(1)按照功率因数的分配策略，在一个指令周期内(目前已接入的各级调度，一般5分钟下发一个指令，在一个指令周期内，太阳能电池板受光照强度影响，有功变化频繁，这时会存在输出指令变化频繁的情况(一般是15-30s，根据计算出的的无功增量，单次或逐步下发给逆变器)。(2)个别逆变器存在无功输出不准，或者故障不能输出无功的情况，造成本次调节误差。目前光伏电站AVC调节的电压合格率普遍偏低。
发明内容
为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种提高光伏电站电压合格率的无功电压控制方法，电压调节合格率高。
本发明提出的一种提高光伏电站电压合格率的无功电压控制方法，包括以下步骤：
获取光伏电站逆变器及无功补偿装置的实时状态数据、运行状态信息以及升压站电气量信息；
计算光伏电站内光伏逆变器的电压无功灵敏度、无功补偿装置并网点的电压无功灵敏度、并网点的电压无功灵敏度；
统计光伏电站内M台逆变器、无功补偿装置当前可控的无功裕度，无功裕度包括X台逆变器的第一无功裕度、Y台逆变器的第二无功裕度、无功补偿装置的第三无功裕度，其中X+Y＝M；
计算光伏电站当前所需的无功增量；
将光伏电站所需的无功增量与M台逆变器、无功补偿装置当前可控的无功裕度进行比较，若光伏电站所需无功增量可由第一无功裕度承担，则选择X台逆变器释放第一无功裕度；
统计当前被选择的X台逆变器的第一无功裕度与光伏电站所需的无功增量生成的偏差；
若偏差可由第二无功裕度承担，则选择Y台逆变器释放第二无功裕度；若偏差较小，则选择Y/2台逆变器释放其所有的无功裕度；
若光伏电站所需无功增量超过X台逆变器、Y台逆变器当前可控的无功裕度，则选择X台逆变器、Y台逆变器、无功补偿装置分别释放第一无功裕度、第二无功裕度、第三无功裕度。
优选的，电气量信息包括升压站主变高低压侧母线电压、主变高低压侧有功功率和有功功率。
优选的，无功补偿装置为SVC或SVG。
在本发明中，通过改变逆变器的分配方式、实时计算逆变器和无功补偿装置的控制偏差，在电压无功调节过程中引入控制偏差补偿。通过对逆变器和无功补偿装置无功电压控制目标的偏差补偿处理，使光伏站无功源的输出和控制目标之间的稳态偏差逐步减小，直到达到控制目标，有利于提高电压调节合格率。通过状态估计来修正控制目标，整个电压控制过程中，安全性和稳定性得以提高，提高了并网点电压安全运行水平，电压调节合格率高。
附图说明
图1为本发明提出的一种提高光伏电站电压合格率的无功电压控制方法流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出一种提高光伏电站电压合格率的无功电压控制方法，包括以下步骤：
获取光伏电站逆变器及无功补偿装置的实时状态数据、运行状态信息以及升压站电气量信息；电气量信息包括升压站主变高低压侧母线电压、主变高低压侧有功功率和有功功率。
计算光伏电站内光伏逆变器的电压无功灵敏度、无功补偿装置并网点的电压无功灵敏度、并网点的电压无功灵敏度。
统计光伏电站内M台逆变器、无功补偿装置当前可控的无功裕度，无功裕度包括X台逆变器的第一无功裕度、Y台逆变器的第二无功裕度、无功补偿装置的第三无功裕度，其中X+Y＝M；
计算光伏电站当前所需的无功增量；
将光伏电站所需的无功增量与M台逆变器、无功补偿装置当前可控的无功裕度进行比较，若光伏电站所需无功增量可由第一无功裕度承担，则选择X台逆变器释放第一无功裕度；
统计当前被选择的X台逆变器的第一无功裕度与光伏电站所需的无功增量生成的偏差；
若偏差可由第二无功裕度承担，则选择Y台逆变器释放第二无功裕度；若偏差较小，则选择Y/2台逆变器释放其所有的无功裕度；
若光伏电站所需无功增量超过X台逆变器、Y台逆变器当前可控的无功裕度，则选择X台逆变器、Y台逆变器、无功补偿装置分别释放第一无功裕度、第二无功裕度、第三无功裕度。
本实施例中无功补偿装置为SVC或SVG。
本发明提出的一种提高光伏电站电压合格率的无功电压控制方法，通过改变逆变器的分配方式、实时计算逆变器和无功补偿装置的控制偏差，在电压无功调节过程中引入控制偏差补偿。通过对逆变器和无功补偿装置无功电压控制目标的偏差补偿处理，使光伏站无功源的输出和控制目标之间的稳态偏差逐步减小，直到达到控制目标，有利于提高电压调节合格率。通过状态估计来修正控制目标，整个电压控制过程中，安全性和稳定性得以提高，提高了并网点电压安全运行水平。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种提高光伏电站电压合格率的无功电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取光伏电站逆变器及无功补偿装置的实时状态数据、运行状态信息以及升压站电气量信息；
计算光伏电站内逆变器的电压无功灵敏度、无功补偿装置并网点的电压无功灵敏度、并网点的电压无功灵敏度；
统计光伏电站内M台逆变器、无功补偿装置当前可控的无功裕度，无功裕度包括X台逆变器的第一无功裕度、Y台逆变器的第二无功裕度、无功补偿装置的第三无功裕度，其中X+Y＝M；
计算光伏电站当前所需的无功增量；
将光伏电站所需的无功增量与M台逆变器、无功补偿装置当前可控的无功裕度进行比较，若光伏电站所需无功增量可由第一无功裕度承担，则选择X台逆变器释放第一无功裕度；
统计当前被选择的X台逆变器的第一无功裕度与光伏电站所需的无功增量生成的偏差；
若偏差可由第二无功裕度承担，则选择Y台逆变器释放第二无功裕度；若偏差较小，则选择Y/2台逆变器释放其所有的无功裕度；
若光伏电站所需无功增量超过X台逆变器、Y台逆变器当前可控的无功裕度，则选择X台逆变器、Y台逆变器、无功补偿装置分别释放第一无功裕度、第二无功裕度、第三无功裕度。
2.根据权利要求1所述的提高光伏电站电压合格率的无功电压控制方法，其特征在于，电气量信息包括升压站主变高低压侧母线电压、主变高低压侧有功功率和有功功率。
3.根据权利要求1或2所述的提高光伏电站电压合格率的无功电压控制方法，其特征在于，无功补偿装置为SVC或SVG。
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