CN105119297A - 一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法，包括以下步骤：A）获取网侧电压值U；B）判断网侧电压值U是否接近保护值，如果接近则减少无功输出，否则按照当前运行状态判断是否执行光伏电站的功率调度指令；C）根据网侧电压值U设置无功变化速度；D)计算无功电流控制给定值和控制量；E）由光伏逆变器驱动功率模块进行功率输出。本发明自适应无功补偿的方法无功调节速度快，可以达到光伏电站现场所需的毫秒级响应时间；自动化程度高，在自行调节时无需人工参与，同时也可以响应人工调度命令；控制方式安全，避免出现由于人工操作不当，比如过补偿引起故障的情况；将网侧电压划分多个区间做阈值判断，防止无功输出反复震荡。
Description
技术领域
本发明涉及光伏逆变器，特别是一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法。
背景技术
光伏电站负载所消耗的无功电能一般由专门的无功补偿设备提供，由于光伏逆变器的主结构与有源无功补偿装置类似，若能由逆变器自身提供的无功来平衡其并网点的电压，既能保证逆变器馈送电能的质量又能减少电站对无功补偿设备的需求。
目前通用的逆变器无功控制方式是：以通讯的方式，由光伏电站向光伏逆变器发送无功调度指令，光伏逆变器进行响应，发出相应的无功功率。
由于电网电压的（毫秒级）变化速度远高于一般通讯的（秒级）发送速度，现有的控制方式难以对电网电压的变化做出快速的响应，严重滞后于实际需要，因而目前逆变器的无功功能在电站基本没有得到应用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法。
本发明采用的技术方案是：
一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法，包括以下步骤：A）获取网侧电压值U；B）判断网侧电压值U是否接近保护值，如果接近则减少无功输出，否则按照当前运行状态判断是否执行光伏电站的功率调度指令；C）根据网侧电压值U设置无功变化速度；D)计算无功电流控制给定值和控制量；E）由光伏逆变器驱动功率模块进行功率输出。
进一步，所述步骤B）中保护值包括过压保护值和欠压保护值，如果网侧电压值U接近过压保护值则减少容性无功输出，若网侧电压值U接近欠压保护值则减少感性无功输出。
进一步，所述步骤B）中运行状态按照正常运行电压U0的增加或减小确定4个设定值U_H1、U_H2、U_L1、U_L2，并以当前电压U将整个电压范围分为5个运行状态区间，分别为高电压区间2：U>U_H2、高电压区间1：U_H1<U<U_H2、正常电压区间：U_L1<U<U_H1、低电压区间1：U_L2<U<U_L1、低电压区间2：U<U_L2，光伏逆变器在不同的区间做相应的无功控制处理。
当光伏逆变器在正常电压区间状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，若U>U_H2则切换到高电压区间2，若U<U_L2则切换到低电压区间2，如果U_L2<U<U_H2则按光伏电站的调度无功值进行功率控制。
当光伏逆变器在低电压区间2状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，如果U<=U_L2则自动将感性无功输出持续减小且不接受功率调度，若U>U_L2则切换到低电压区间1。
当光伏逆变器在高电压区间2状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，如果U>=U_H2则自动将容性无功输出持续减小且不接受功率调度，若U<U_H2则切换到高电压区间1。
当光伏逆变器在在低电压区间1状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，如果U<=U_L2则切换到低电压区间2，若U>U_L1则切换到正常电压区间；若U_L2<U<U_L1则判断功率调度是否会引起电压进一步降低，如果不会则执行调度，否则不接受功率调度而维持当前无功输出。
当光伏逆变器在在高电压区间1状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，如果U>=U_H2则切换到高电压区间2，若U<U_H1则切换到正常电压区间；若U_H1<U<U_H2则判断功率调度是否会引起电压进一步升高，如果不会则执行调度，否则不接受功率调度而维持当前无功输出。
本发明的有益效果：
1、无功调节速度快，可以达到光伏电站现场所需的毫秒级响应时间；
2、自动化程度高，在自行调节时无需人工参与，同时也可以响应人工调度命令；
3、控制方式安全，避免出现由于人工操作不当，比如过补偿引起故障的情况；
4、将网侧电压划分多个区间做阈值判断，防止无功输出反复震荡。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在附图说明前提下，获得的其他设计方案和附图：
图1是本发明光伏逆变器自适应无功补偿功能在光伏电站中应用方式图；
图2为本发明光伏逆变器自适应无功控制功能电压区间示意图；
图3为本发明光伏逆变器自适应无功控制功能软件流程图；
图4为光伏逆变器在正常电压区间执行无功控制流程图；
图5为光伏逆变器在低电压区间2执行无功控制流程图；
图6为光伏逆变器在高电压区间2执行无功控制流程图；
图7为光伏逆变器在低电压区间1执行无功控制流程图；
图8为光伏逆变器在高电压区间1执行无功控制流程图。
具体实施方式
参照图1-图3所示，为本发明的一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法，包括以下步骤：A）获取网侧电压值U；B）判断网侧电压值U是否接近过压保护值或欠压保护值，，如果网侧电压值U接近过压保护值则减少容性无功输出，若网侧电压值U接近欠压保护值则减少感性无功输出，否则按照当前运行状态判断是否执行光伏电站的功率调度指令；C）根据网侧电压值U设置无功变化速度；D)计算无功电流控制给定值和控制量；E）由光伏逆变器驱动功率模块进行功率输出。
如图2，所述步骤B）中运行状态按照正常运行电压U0的增加或减小确定4个设定值U_H1、U_H2、U_L1、U_L2，并以当前电压U将整个电压范围分为5个运行状态区间，分别为高电压区间2：U>U_H2、高电压区间1：U_H1<U<U_H2、正常电压区间：U_L1<U<U_H1、低电压区间1：U_L2<U<U_L1、低电压区间2：U<U_L2，光伏逆变器在不同的区间做相应的无功控制处理。具体如下：
如图4，当光伏逆变器在正常电压区间状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，若U>U_H2则切换到高电压区间2，若U<U_L2则切换到低电压区间2，如果U_L2<U<U_H2则按光伏电站的调度无功值进行功率控制。
如图5，当光伏逆变器在低电压区间2状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，如果U<=U_L2则自动将感性无功输出持续减小且不接受功率调度，若U>U_L2则切换到低电压区间1。
如图6，当光伏逆变器在高电压区间2状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，如果U>=U_H2则自动将容性无功输出持续减小且不接受功率调度，若U<U_H2则切换到高电压区间1。
如图7，当光伏逆变器在在低电压区间1状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，如果U<=U_L2则切换到低电压区间2，若U>U_L1则切换到正常电压区间；若U_L2<U<U_L1则判断功率调度是否会引起电压进一步降低，如果不会则执行调度，否则不接受功率调度而维持当前无功输出。
如图8，当光伏逆变器在在高电压区间1状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，如果U>=U_H2则切换到高电压区间2，若U<U_H1则切换到正常电压区间；若U_H1<U<U_H2则判断功率调度是否会引起电压进一步升高，如果不会则执行调度，否则不接受功率调度而维持当前无功输出，以此避免逆变器盲目接收无功调度造成的振荡。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法，其特征在于：包括以下步骤：A）获取网侧电压值U；B）判断网侧电压值U是否接近保护值，如果接近则减少无功输出，否则按照当前运行状态判断是否执行光伏电站的功率调度指令；C）根据网侧电压值U设置无功变化速度；D)计算无功电流控制给定值和控制量；E）由光伏逆变器驱动功率模块进行功率输出。
2.根据权利要求1所述的一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法，其特征在于:所述步骤B）中保护值包括过压保护值和欠压保护值，如果网侧电压值U接近过压保护值则减少容性无功输出，若网侧电压值U接近欠压保护值则减少感性无功输出。
3.根据权利要求2所述的一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法，其特征在于:所述步骤B）中运行状态按照正常运行电压U0的增加或减小确定4个设定值U_H1、U_H2、U_L1、U_L2，并以当前电压U将整个电压范围分为5个运行状态区间，分别为高电压区间2：U>U_H2、高电压区间1：U_H1<U<U_H2、正常电压区间：U_L1<U<U_H1、低电压区间1：U_L2<U<U_L1、低电压区间2：U<U_L2，光伏逆变器在不同的区间做相应的无功控制处理。
4.根据权利要求3所述的一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法，其特征在于:当光伏逆变器在正常电压区间状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，若U>U_H2则切换到高电压区间2，若U<U_L2则切换到低电压区间2，如果U_L2<U<U_H2则按光伏电站的调度无功值进行功率控制。
5.根据权利要求3所述的一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法，其特征在于:当光伏逆变器在低电压区间2状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，如果U<=U_L2则自动将感性无功输出持续减小且不接受功率调度，若U>U_L2则切换到低电压区间1。
6.根据权利要求3所述的一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法，其特征在于:当光伏逆变器在高电压区间2状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，如果U>=U_H2则自动将容性无功输出持续减小且不接受功率调度，若U<U_H2则切换到高电压区间1。
7.根据权利要求3所述的一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法，其特征在于:当光伏逆变器在在低电压区间1状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，如果U<=U_L2则切换到低电压区间2，若U>U_L1则切换到正常电压区间；若U_L2<U<U_L1则判断功率调度是否会引起电压进一步降低，如果不会则执行调度，否则不接受功率调度而维持当前无功输出。
8.根据权利要求3所述的一种用于光伏逆变器自适应无功补偿的方法，其特征在于:当光伏逆变器在在高电压区间1状态运行时，根据当前电压U判断是否切换状态，如果U>=U_H2则切换到高电压区间2，若U<U_H1则切换到正常电压区间；若U_H1<U<U_H2则判断功率调度是否会引起电压进一步升高，如果不会则执行调度，否则不接受功率调度而维持当前无功输出。
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