CN105978031B - 对光伏设备进行有功和无功协调控制的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对光伏设备进行有功和无功协调控制的方法及系统。系统包括：数据获取单元，用于获取来自光伏电站内的光伏逆变器的运行状态信息；设备控制单元，用于根据所述运行状态信息，判断光伏电站内的光伏逆变器所处于的控制类型，根据控制类型的不同选择对应的控制模式，使得对应的光伏逆变器运行在对应的控制模式下。本发明提供方案以协调对光伏设备同时进行有功控制及无功控制，从而达到保证电网优质运行的目的。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统自动化控制领域，特别涉及一种对光伏设备进行有功和无功协调控制的方法及系统。
背景技术
随着新能源技术的发展，不同类型的新能源发电设备逐步被接入到电网系统并进行发电，如光伏及风电发电设备等。在太阳能光伏发电系统中，通常系统由光伏阵列、光伏控制器、蓄电池和逆变器四部分组成(并网发电系统一般可省去蓄电池)。其中光伏控制器主要用于太阳能发电系统中，是一个微机数据采集和检测控制系统，既可快速实时采集光伏系统当前的工作状态，随时得到光伏电站即PV(photo voltaic)站的工作信息，又可详细积累PV站的历史数据，为评估太阳能发电PV系统涉及的合理性及检验部件质量的可靠性提供了准确而充分的依据。
另一方面，随着主站集中式电网的发展，需要从全网的角度考虑对光伏涉设备(如逆变器)的有功及无功进行控制，其中有功控制主要是通过电网EMS系统自动发电控制来完成，而无功控制主要是通过原来的自动电压AVC控制技术来完成，如果使同时协调有功控制及无功控制，这对于保证电网优质的运行至关重要，也是急需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对光伏设备进行有功和无功协调控制的方法及系统，以协调对光伏设备同时进行有功控制及无功控制，从而达到保证电网优质运行的目的。
本发明实施例提供一种对光伏设备进行有功和无功协调控制的系统，包括：
数据获取单元，用于获取来自光伏电站内的光伏逆变器的运行状态信息；
设备控制单元，用于根据所述运行状态信息，判断光伏电站内的光伏逆变器所处于的控制类型，根据控制类型的不同选择对应的控制模式，使得对应的光伏逆变器运行在对应的控制模式下。
在一个实施例中，光伏逆变器所处于的控制类型包括：同时受AGC和AVC控制类型、以及只受AVC控制类型；
所述设备控制单元根据控制类型的不同选择对应的控制模式，使得对应的光伏逆变器运行在对应的控制模式下，具体包括：
如果光伏逆变器同时受AGC和AVC控制，则使用功率因数优先控制模式；
如果光伏逆变器只受AVC控制，则选择无功优先控制模式；如果无功达到上限，则采用无功禁止控制模式。
在一个实施例中，所述无功优先控制模式指的是：光伏逆变器无条件执行AVC系统下达的无功调节指令，而不用管当前光伏逆变器是否受AGC控制，以及当前的光伏逆变器的有功出力是多少。
在一个实施例中，所述功率因数优先控制模式指的是：针对每个光伏逆变器给出其功率因数的上下限值，通过光伏逆变器当前的有功及功率因数的上下限值，AVC系统分别计算出其应调节的无功功率的上下限值，如果AVC系统下发的无功调节指令为增大无功，但已经到了无功上限值，则限制无功在无功上限值，如果AVC系统下发的无功调节指令为减少无功，则应限制无功在无功下限值。
在一个实施例中，如果无功达到上限值，则采用无功禁止控制模式，即无论当前的无功值为多少，都不进行调节。
基于同一构思，本发明实施例还提供一种对光伏设备进行有功和无功协调控制的方法，包括：
数据获取单元获取来自光伏电站内的光伏逆变器的运行状态信息；
设备控制单元根据所述运行状态信息，判断光伏电站内的光伏逆变器所处于的控制类型，根据控制类型的不同选择对应的控制模式，使得对应的光伏逆变器运行在对应的控制模式下。
在一个实施例中，光伏逆变器所处于的控制类型包括：同时受AGC和AVC控制类型、以及只受AVC控制类型；
所述设备控制单元根据控制类型的不同选择对应的控制模式，使得对应的光伏逆变器运行在对应的控制模式下，具体包括：
如果光伏逆变器同时受AGC和AVC控制，则使用功率因数优先控制模式；
如果光伏逆变器只受AVC控制，则选择无功优先控制模式；如果无功达到上限，则采用无功禁止控制模式。
在一个实施例中，所述无功优先控制模式指的是：光伏逆变器无条件执行AVC系统下达的无功调节指令，而不用管当前光伏逆变器是否受AGC控制，以及当前的光伏逆变器的有功出力是多少。
在一个实施例中，所述功率因数优先控制模式指的是：针对每个光伏逆变器给出其功率因数的上下限值，通过光伏逆变器当前的有功及功率因数的上下限值，AVC系统分别计算出其应调节的无功功率的上下限值，如果AVC系统下发的无功调节指令为增大无功，但已经到了无功上限值，则限制无功在无功上限值，如果AVC系统下发的无功调节指令为减少无功，则应限制无功在无功下限值。
在一个实施例中，如果无功达到上限值，则采用无功禁止控制模式，即无论当前的无功值为多少，都不进行调节。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提出一种对光伏设备进行有功和无功协调控制的方法及系统，针对需要通过AVC来进行无功控制的光伏逆变器进行综合考虑有功和无功的协调控制，给出协调控制策略，控制模式包括无功优先、功率因数优先及无功禁止3种模式，从而使电网总体控制达到最优。
附图说明：
图1是本发明实施例具体实施时的应用环境示意图；
图2是本发明实施例逆变器无功控制的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
本发明实施例提供一种对光伏设备进行有功和无功协调控制的系统，包括数据获取单元和设备控制单元。所述数据获取单元，用于获取来自光伏电站内的光伏逆变器的运行状态信息；所述设备控制单元，用于根据所述运行状态信息，判断光伏电站内的光伏逆变器所处于的控制类型，根据控制类型的不同选择对应的控制模式，使得对应的光伏逆变器运行在对应的控制模式下。
在一个实施例中，光伏逆变器所处于的控制类型包括：同时受AGC和AVC控制类型、以及只受AVC控制类型(AGC和AVC控制技术可参看现有技术，如申请公布号为CN104901319A和CN103928940A的专利文件)；所述设备控制单元根据控制类型的不同选择对应的控制模式，使得对应的光伏逆变器运行在对应的控制模式下，具体包括：
如果光伏逆变器同时受AGC和AVC控制，则使用功率因数优先控制模式；
如果光伏逆变器只受AVC控制，则选择无功优先控制模式；如果无功达到上限，则采用无功禁止控制模式。
所述无功优先控制模式指的是：光伏逆变器无条件执行AVC系统下达的无功调节指令，而不用管当前光伏逆变器是否受AGC控制，以及当前的光伏逆变器的有功出力是多少。
所述功率因数优先控制模式指的是：针对每个光伏逆变器给出其功率因数的上下限值，通过光伏逆变器当前的有功及功率因数的上下限值，AVC系统分别计算出其应调节的无功功率的上下限值，如果AVC系统下发的无功调节指令为增大无功，但下发的调节值已经到了无功上限值，则限制无功在无功上限值，如果AVC系统下发的无功调节指令为减少无功，但下发的调节值小于无功下限值，则应限制无功在无功下限值。
如果无功达到上限值，则采用无功禁止控制模式，即无论当前的无功值为多少，都不进行调节。
本发明旨在针对需要通过AVC系统来进行无功控制的光伏设备进行综合考虑有功和无功的协调控制，给出协调控制策略，从而使电网总体控制达到最优。控制模式分别包括无功优先、功率因数优先及无功禁止3种模式。
AVC首先接收来自调度中心的母线电压和总的无功负荷设定以及光伏变电站内的电压和无功的设定，通过一定策略调节并网逆变器无功功率，使并网点电压在正常范围内。
具体的，AVC系统与变电站监控系统进行通信，获取逆变器、升压站并网点、主变分接头、开关、刀闸等运行状态信息；与调度主站通信，接受调度下发的有功、无功调解指令，根据采集的现场信息通过控制策略处理计算后，下发各调控的控制命令，对逆变器的无功功率进行远方调解和控制。
本发明实施例具体应用环境示意图如图1所示，一般的，如果光伏逆变器同时受AGC和AVC控制，则使用功率因数优先控制模式，如果只受AVC控制，则可以选择无功优先，如果无功达到上限，则采用无功禁止模式。下面具体说明几种模式：
1)无功优先
在此种模式下，光伏无条件执行AVC下达的无功调节指令，而不用管当前光伏是否受AGC控制，以及当前的光伏的有功出力是多少。
2)功率因数优先
在此种控制模式下，需要针对每个光伏给出其功率因数的上下限值，通过光伏当前的有功及功率因数的上下限，分别计算出其应调节的无功功率的上下限，如果AVC下发的无功调节为增大无功，但下发值已经到了无功上限，则限制无功在无功上限，如果AVC下发的无功为减少无功，但下发值小于无功下限，则应限制无功在无功下限。
AVC在各成组控制逆变器之间、以及无功补偿装置间进行分配的总无功，可表示为：
式中，QAVC为成组控制逆变器无功；为单独运行逆变器无功之和。
无功负荷分配在并网逆变器间采用相似调整裕度的策略。当无功设定值增加时，调解无功功率的大小根据各控制逆变器的无功裕度大小进行分配。各个参与控制的逆变器分配的无功大小为：
当无功设定值减小时，调解无功功率的大小根据各控制逆变器的无功裕度大小进行分配，各个参与控制的逆变器分配的无功大小为：
上式中，n为逆变器台数，Qimax，Qimin，Qi分别为第i台逆变器的无功上限、无功下限、实发无功；Qiset为分配到第i台逆变器的无功功率。
如果某个控制逆变器发出或吸收的无功已经达到上限、下限，限制无功功率在相应的限值。
3)无功禁止
这种情况下禁止对光伏实施控制。下面结合具体的示例对本发明做进一步说明。
如图2所示，计算过程如下：
1)针对每个光伏逆变器计算其应调节的无功。
2)得到光伏的无功调节模式
如果为无功优先，则AVC计算出的无功是多少，就调节多少，不用考虑光伏当前的有功值。
如果为功率因数优先，则根据功率因数的上限限及当前光伏的当前的有功值大小计算得到无功的上限限，例如当前的功率因数上下限为0.8-0.9，当前的有功出力为10MW，则无功上下限为7.5-4.8，则当无功出力超过7.5MVar时，需要限制无功在7.5MVar，当无功小于4.8MVar时，则限制无功在4.8MVar。
如果光伏的当前控制模式为无功禁止，则无论当前的无功值为多少，都不进行下发调节。
本发明旨在针对对需要通过AVC来进行无功控制的光伏设备进行综合考虑有功和无功的协调控制，给出协调控制策略，控制模式分别包括无功优先、功率因数优先及无功禁止3种模式，根据具体情况灵活控制，从而总体上使电网控制达到最优。
基于同一构思，本发明实施例还提供一种对光伏设备进行有功和无功协调控制的方法，包括：
数据获取单元获取来自光伏电站内的光伏逆变器的运行状态信息；
设备控制单元根据所述运行状态信息，判断光伏电站内的光伏逆变器所处于的控制类型，根据控制类型的不同选择对应的控制模式，使得对应的光伏逆变器运行在对应的控制模式下。
在一个实施例中，光伏逆变器所处于的控制类型包括：同时受AGC和AVC控制类型、以及只受AVC控制类型；
所述设备控制单元根据控制类型的不同选择对应的控制模式，使得对应的光伏逆变器运行在对应的控制模式下，具体包括：
如果光伏逆变器同时受AGC和AVC控制，则使用功率因数优先控制模式；
如果光伏逆变器只受AVC控制，则选择无功优先控制模式；如果无功达到上限，则采用无功禁止控制模式。
在一个实施例中，所述无功优先控制模式指的是：光伏逆变器无条件执行AVC系统下达的无功调节指令，而不用管当前光伏逆变器是否受AGC控制，以及当前的光伏逆变器的有功出力是多少。
在一个实施例中，所述功率因数优先控制模式指的是：针对每个光伏逆变器给出其功率因数的上下限值，通过光伏逆变器当前的有功及功率因数的上下限值，AVC系统分别计算出其应调节的无功功率的上下限值，如果AVC系统下发的无功调节指令为增大无功，但已经到了无功上限值，则限制无功在无功上限值，如果AVC系统下发的无功调节指令为减少无功，则应限制无功在无功下限值。
在一个实施例中，如果无功达到上限值，则采用无功禁止控制模式，即无论当前的无功值为多少，都不进行调节。
需要说明的是，该方法实施例与上述系统实施例基于同一构思，具体参看前述系统实施例中的描述，此处不再详述。
本发明提出一种对光伏设备进行有功和无功协调控制的方法及系统，针对需要通过AVC来进行无功控制的光伏逆变器进行综合考虑有功和无功的协调控制，给出协调控制策略，控制模式包括无功优先、功率因数优先及无功禁止3种模式，从而使电网总体控制达到最优。
上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。
Claims (2)
1.一种对光伏设备进行有功和无功协调控制的系统，其特征在于，包括：数据获取单元，用于获取来自光伏电站内的光伏逆变器的运行状态信息；设备控制单元，用于根据所述运行状态信息，判断光伏电站内的光伏逆变器所处于的控制类型，根据控制类型的不同选择对应的控制模式，使得对应的光伏逆变器运行在对应的控制模式下，所述的对光伏设备进行有功和无功协调控制的系统，光伏逆变器所处于的控制类型包括：同时受AGC和AVC控制类型、以及只受AVC控制类型；所述设备控制单元根据控制类型的不同选择对应的控制模式，使得对应的光伏逆变器运行在对应的控制模式下，具体包括：如果光伏逆变器同时受AGC和AVC控制，则使用功率因数优先控制模式；如果光伏逆变器只受AVC控制，则选择无功优先控制模式；如果无功达到上限，则采用无功禁止控制模式，所述无功优先控制模式指的是：光伏逆变器无条件执行AVC下达的无功调节指令，而不用管当前光伏逆变器是否受AGC控制，以及当前的光伏逆变器的有功出力是多少，所述功率因数优先控制模式指的是：针对每个光伏逆变器给出其功率因数的上下限值，通过光伏逆变器当前的有功及功率因数的上下限值，AVC分别计算出其应调节的无功功率的上下限值，如果AVC下发的无功调节指令为增大无功，但已经到了无功上限值，则限制无功在无功上限值，如果AVC下发的无功调节指令为减少无功，则应限制无功在无功下限值，如果无功达到上限值，则采用无功禁止控制模式，即无论当前的无功值为多少，都不进行调节。
2.一种对光伏设备进行有功和无功协调控制的方法，其特征在于，包括：数据获取单元获取来自光伏电站内的光伏逆变器的运行状态信息；设备控制单元根据所述运行状态信息，判断光伏电站内的光伏逆变器所处于的控制类型，根据控制类型的不同选择对应的控制模式，使得对应的光伏逆变器运行在对应的控制模式下，光伏逆变器所处于的控制类型包括：同时受AGC和AVC控制类型、以及只受AVC控制类型；所述设备控制单元根据控制类型的不同选择对应的控制模式，使得对应的光伏逆变器运行在对应的控制模式下，具体包括：如果光伏逆变器同时受AGC和AVC控制，则使用功率因数优先控制模式；如果光伏逆变器只受AVC控制，则选择无功优先控制模式；如果无功达到上限，则采用无功禁止控制模式，所述无功优先控制模式指的是：光伏逆变器无条件执行AVC下达的无功调节指令，而不用管当前光伏逆变器是否受AGC控制，以及当前的光伏逆变器的有功出力是多少，所述功率因数优先控制模式指的是：针对每个光伏逆变器给出其功率因数的上下限值，通过光伏逆变器当前的有功及功率因数的上下限值，AVC分别计算出其应调节的无功功率的上下限值，如果AVC下发的无功调节指令为增大无功，但已经到了无功上限值，则限制无功在无功上限值，如果AVC下发的无功调节指令为减少无功，则应限制无功在无功下限值，如果无功达到上限值，则采用无功禁止控制模式，即无论当前的无功值为多少，都不进行调节。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20190125 Termination date: 20210706 |