CN108631324A - 一种电网多无功电压装置无功分配协调控制系统及方法 - Google Patents

一种电网多无功电压装置无功分配协调控制系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108631324A
CN108631324A CN201810554329.0A CN201810554329A CN108631324A CN 108631324 A CN108631324 A CN 108631324A CN 201810554329 A CN201810554329 A CN 201810554329A CN 108631324 A CN108631324 A CN 108631324A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reactive
photovoltaic
power
idle
avc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810554329.0A
Other languages
English (en)
Inventor
范立新
颜全椿
徐妍
唐铭
唐一铭
杨宏宇
莫菲
都晨
刘亚南
单华
杨春
张强
汤奕
王�琦
俞智鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Southeast University
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Jiangsu Fangtian Power Technology Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Southeast University
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Jiangsu Fangtian Power Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Southeast University, State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd, Jiangsu Fangtian Power Technology Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201810554329.0A priority Critical patent/CN108631324A/zh
Publication of CN108631324A publication Critical patent/CN108631324A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/16—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

一种电网多无功电压装置无功分配协调控制系统及方法，包括服务器、AVC控制器、远动机、以太网和无功调节设备。AVC控制器用来采集无功调节设备和系统信息并且实现自动电压控制功能；服务器用来产生系统的无功调节指令；远动机用来将AVC控制器采集到的信息上送给服务器并且接收来自服务器的无功调节指令；无功调节设备主要包括各光伏逆变器和SVG，用来调节系统的无功功率；以太网用来远动机、AVC控制器和无功调节设备之间的数据通信。本发明能够控制光伏并网点电压在合理范围内，有利于实现大规模光伏电站的安全稳定并网，对后续的研究具有重要意义。

Description

一种电网多无功电压装置无功分配协调控制系统及方法
技术领域
本发明属于电网控制领域，具体涉及一种电网多无功电压装置无功分配协调控制系统及方法。
背景技术
当今世界能源危机，化石能源日渐枯竭，风能和太阳能是目前应用最广泛的可再生能源。风能和太阳能与其他常规能源相比，优点是：取之不尽，用之不竭；分布范围广，能源不需要运输，可分散使用；对环境影响极小，不破坏生态环境。近几年来，光伏发电发展迅猛，随着光伏发电相关技术的日趋成熟，世界光伏发电总装机容量不断上升，大规模光伏并网对电网也会产生很多影响。
我国以光伏和风电为主的新能源厂站大都是大规模集群式开发，通过长距离输电线路外送。由于当地电网较弱，新能源并网点电压支撑能力较弱，因此无功电压问题突出。
另外，光伏发电受太阳辐照度的影响，具有随机性和波动性的特点，这种随机性和波动性也会对并网点的电压造成一定的影响，使并网点电压更容易越限。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种电网多无功电压装置无功分配协调控制系统及方法，以此协调无功调节设备的无功输出，以保证电网电压安全稳定。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电网多无功电压装置无功分配协调控制系统，其特征在于，包括：AVC控制器、远动机、服务器、无功调节设备和以太网；
所述AVC控制器采集各光伏逆变器、SVG的无功初始状况，以及光伏电站并网点的电压，AVC控制器将采集到的信息发送给远动机并且接收来自远动机的无功调节指令，实现自动电压控制功能，并控制各光伏逆变器和SVG发出指定无功功率；
所述远动机接收来自AVC控制器的信息并上送给服务器，同时接收来自服务器的无功调节指令并将无功调节指令传送给AVC控制器；
所述服务器根据电压的设定值，计算出系统的无功需求量，将无功需求量发送给远动机；
所述无功调节设备包括各光伏逆变器和SVG，接收来自AVC控制器的控制指令并调整各自输出的无功功率；
所述以太网用来实现AVC控制器、远动机和无功调节设备之间的数据通信。
此外，还提出了一种如上所述的电网多无功电压装置无功分配协调控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、AVC控制器采集各光伏逆变器、SVG的无功初始状况，以及光伏电站并网点的电压；
步骤二、AVC控制器通过以太网将采集的信息传送给远动机，远动机上送给服务器，服务器判断并网点电压是否越限，若越限，服务器根据设定的电压值计算出系统的无功缺额，并根据制定好的无功分配策略生成无功控制指令；
步骤三、服务器将无功控制指令传输给远动机，远动机通过以太网将控制指令发送给AVC控制器，AVC控制器根据控制指令在无功调节设备间分配无功功率；
步骤四、若无功调节设备不满足预先制定的约束条件，约束条件包括无功调节设备容量限制和最大电流限制，该无功调节设备不发无功；若满足约束条件，无功调节设备根据AVC控制指令发出指定无功，调节系统的无功功率，使并网点电压在合理范围内。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
所述步骤二中，无功分配策略具体为：无功分配在光伏逆变器和SVG间分配时，优先考虑SVG，若SVG满发，剩余的无功需求量在各光伏逆变器间进行分配，分配原则为线路中的有功网损最小。
所述步骤二中，无功分配策略具体为：
光伏电站具有n条集电线路，每条集电线路上具有m个光伏发电单元，每个光伏发电单元经一个升压变压器接入集电线路，则系统总的无功缺额为：
其中，Qimin是第i台光伏逆变器发出的最小无功量，Qimax为第i台光伏逆变器发出的最大无功量，Qsref为SVG发出的无功量，Qref为系统总的无功缺额，Qiref为第i台光伏逆变器发出的无功量，ki为第i台光伏逆变器的无功分配系数；
总的损耗为：
其中，∑ΔP为线路中总的有功损耗，mn为光伏的个数，ri为第i个光伏到并网点的等效阻抗，UiL为第i个升压变压器低压侧的电压；
无功分配原则按照线路中总的有功损耗最小来确定各光伏逆变器发出的无功功率。
本发明的有益效果是：所提出的无功分配协调控制系统通过AVC控制器测得的实时数据来计算出系统的无功需求，并合理分配所需的无功，达到系统电压在安全的范围内，与现有的方法相比，所提出的方法利用了光伏逆变器的无功输出能力，减少了无功补偿设备的投入，并且在并网点电压控制方面也能达到理想的效果，本系统的研究，有利于实现大规模光伏电站的安全稳定并网，对后续的研究具有重要意义。
附图说明
图1为本发明提出的无功分配协调控制系统实现无功电压控制的流程图。
图2为本发明的无功分配协调控制系统的结构图。
图3为本发明的并网光伏电站的拓扑图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图2所示的无功分配协调控制系统，该系统包括服务器、AVC控制器、远动机、无功调节设备和以太网，其中：
AVC控制器采集各光伏逆变器、SVG的无功初始状况，光伏电站并网点的电压，将采集到的信息送给远动机并且接收来自远动机的无功调节指令，实现自动电压控制功能，控制各光伏逆变器和SVG发出指定无功功率；
远动机接收来自AVC控制器的信息并上送给服务器，同时接收来自服务器的无功调节指令并将无功调节指令传送给AVC控制器；
服务器根据电压的设定值，计算出系统的无功需求量，将无功需求量发送给远动机；
无功调节设备包括各光伏逆变器和SVG，接收来自AVC控制器的控制指令调整各自输出的无功功率；
以太网用来实现远动机、AVC控制器和无功调节设备之间的数据通信。
如图1所示的无功电压控制流程图，采用该系统进行无功协调分配包括以下步骤：
一、AVC控制器采集各光伏逆变器、SVG的无功初始状况，光伏电站并网点的电压，如图2所示，AVC控制器和远动机接在同一条以太网上，通过远动机接收来自服务器的无功调节指令，通过AVC控制器实现对无功调节设备的控制。
二、AVC控制器通过以太网将采集的信息传送给远动机，远动机上送给服务器，服务器判断并网点电压是否越限，若越限，服务器根据设定的电压值计算出系统的无功缺额，并根据制定好的无功分配策略生成无功控制指令，无功分配策略具体为：
如图3所示的并网光伏电站的拓扑结构，该光伏电站具有n条集电线路，每条集电线路上具有m个光伏发电单元，每个光伏发电单元经一个升压变压器接入集电线路。
其中，Qimin是第i台光伏逆变器发出的最小无功量，Qimax为第i台光伏逆变器发出的最大无功量，Qsref为SVG发出的无功量，Qref为系统总的无功缺额，Qiref为第i台光伏逆变器发出的无功量，ki为第i台光伏逆变器的无功分配系数；
总的损耗为：
其中，∑ΔP为线路中总的有功损耗，mn为光伏的个数，ri为第i个光伏到并网点的等效阻抗，UiL为第i个升压变压器低压侧的电压；
无功分配原则按照线路中总的有功损耗最小来确定各光伏逆变器发出的无功功率。
三、服务器将无功控制指令传输给远动机，远动机通过以太网将控制指令发送给AVC控制器，AVC控制器根据控制指令在无功调节设备间分配无功功率。
四、若无功调节设备不满足预先制定的约束条件，包括无功调节设备容量限制、最大电流限制，该无功调节设备不发无功，若满足约束条件，无功调节设备根据AVC控制指令发出指定无功，调节系统的无功功率，使并网点电压在合理范围内。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电网多无功电压装置无功分配协调控制系统，其特征在于，包括：AVC控制器、远动机、服务器、无功调节设备和以太网；
所述AVC控制器采集各光伏逆变器、SVG的无功初始状况，以及光伏电站并网点的电压，AVC控制器将采集到的信息发送给远动机并且接收来自远动机的无功调节指令，实现自动电压控制功能，并控制各光伏逆变器和SVG发出指定无功功率；
所述远动机接收来自AVC控制器的信息并上送给服务器，同时接收来自服务器的无功调节指令并将无功调节指令传送给AVC控制器；
所述服务器根据电压的设定值，计算出系统的无功需求量，将无功需求量发送给远动机；
所述无功调节设备包括各光伏逆变器和SVG，接收来自AVC控制器的控制指令并调整各自输出的无功功率；
所述以太网用来实现AVC控制器、远动机和无功调节设备之间的数据通信。
2.一种如权利要求1所述的电网多无功电压装置无功分配协调控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、AVC控制器采集各光伏逆变器、SVG的无功初始状况，以及光伏电站并网点的电压；
步骤二、AVC控制器通过以太网将采集的信息传送给远动机，远动机上送给服务器，服务器判断并网点电压是否越限，若越限，服务器根据设定的电压值计算出系统的无功缺额，并根据制定好的无功分配策略生成无功控制指令；
步骤三、服务器将无功控制指令传输给远动机，远动机通过以太网将控制指令发送给AVC控制器，AVC控制器根据控制指令在无功调节设备间分配无功功率；
步骤四、若无功调节设备不满足预先制定的约束条件，约束条件包括无功调节设备容量限制和最大电流限制，该无功调节设备不发无功；若满足约束条件，无功调节设备根据AVC控制指令发出指定无功，调节系统的无功功率，使并网点电压在合理范围内。
3.如权利要求2所述的电网多无功电压装置无功分配协调控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤二中，无功分配策略具体为：无功分配在光伏逆变器和SVG间分配时，优先考虑SVG，若SVG满发，剩余的无功需求量在各光伏逆变器间进行分配，分配原则为线路中的有功网损最小。
4.如权利要求3所述的电网多无功电压装置无功分配协调控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤二中，无功分配策略具体为：
光伏电站具有n条集电线路，每条集电线路上具有m个光伏发电单元，每个光伏发电单元经一个升压变压器接入集电线路，则系统总的无功缺额为：
其中，Qimin是第i台光伏逆变器发出的最小无功量，Qimax为第i台光伏逆变器发出的最大无功量，Qsref为SVG发出的无功量，Qref为系统总的无功缺额，Qiref为第i台光伏逆变器发出的无功量，ki为第i台光伏逆变器的无功分配系数；
总的损耗为：
其中，∑ΔP为线路中总的有功损耗，mn为光伏的个数，ri为第i个光伏到并网点的等效阻抗，UiL为第i个升压变压器低压侧的电压；
无功分配原则按照线路中总的有功损耗最小来确定各光伏逆变器发出的无功功率。
CN201810554329.0A 2018-05-31 2018-05-31 一种电网多无功电压装置无功分配协调控制系统及方法 Pending CN108631324A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810554329.0A CN108631324A (zh) 2018-05-31 2018-05-31 一种电网多无功电压装置无功分配协调控制系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810554329.0A CN108631324A (zh) 2018-05-31 2018-05-31 一种电网多无功电压装置无功分配协调控制系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108631324A true CN108631324A (zh) 2018-10-09

Family

ID=63690891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810554329.0A Pending CN108631324A (zh) 2018-05-31 2018-05-31 一种电网多无功电压装置无功分配协调控制系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108631324A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110556857A (zh) * 2019-06-10 2019-12-10 国网甘肃省电力公司定西供电公司 基于集电网络模型的分布式光伏并网点电压计算方法
CN113381451A (zh) * 2021-07-22 2021-09-10 南方电网科学研究院有限责任公司 一种光伏电站逆变器集群调控方法和装置
CN114421472A (zh) * 2022-02-21 2022-04-29 江苏正瑞信息科技有限公司 一种有源配电网有功无功协调控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104578151A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 重庆大学 大型光伏电站并网逆变器无功与电压控制方法
CN104578086A (zh) * 2015-02-01 2015-04-29 华北电力大学（保定） 一种风电和光伏发电接入电网的无功电压控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104578151A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 重庆大学 大型光伏电站并网逆变器无功与电压控制方法
CN104578086A (zh) * 2015-02-01 2015-04-29 华北电力大学（保定） 一种风电和光伏发电接入电网的无功电压控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110556857A (zh) * 2019-06-10 2019-12-10 国网甘肃省电力公司定西供电公司 基于集电网络模型的分布式光伏并网点电压计算方法
CN113381451A (zh) * 2021-07-22 2021-09-10 南方电网科学研究院有限责任公司 一种光伏电站逆变器集群调控方法和装置
CN114421472A (zh) * 2022-02-21 2022-04-29 江苏正瑞信息科技有限公司 一种有源配电网有功无功协调控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108039726B (zh) 一种基于多智能体系统的能源局域网分布式协同控制方法
CN102931653B (zh) 一种风光直流微电网的综合协调控制方法
CN105356505B (zh) 适用于微电网的多源分布式发电系统及控制方法
CN103730908B (zh) 一种规模化离网型微电网中储能换流器控制方法
CN104092303A (zh) 风光分布式发电独立微网能量管理协调控制系统及方法
AU2018101070A4 (en) Automatic voltage control method, device and system for wind farm
CN112653154B (zh) 基于边缘计算的分布式光伏配电网无功优化控制方法
WO2011140840A1 (zh) 分级控制微型电网组网方法
CN105762838B (zh) 一种风电集群无功电压多目标控制方法
CN109586306B (zh) 一种基于柔性多状态开关的配电网电压波动抑制方法
CN105244912B (zh) 有源配电网孤岛恢复供电及黑启动方法
CN104538988B (zh) 分布式电源接入的电压稳定调节系统及其控制方法
CN105356490B (zh) 一种直流并联型风电场有功协调控制方法
CN108631324A (zh) 一种电网多无功电压装置无功分配协调控制系统及方法
CN116316860B (zh) 一种基于hplc通信的分布式光伏采集控制交互系统
CN104935073A (zh) 利用大型风电场statcom集中分层分散协调控制提高电力系统稳定性的方法
CN108418244A (zh) 一种基于多微网柔性互联系统及其储能容量优化方法
CN105375513A (zh) 一种基于实时在线等值的110千伏风电场自动电压控制方法
CN205123280U (zh) 风电场的拓扑结构、升压控制装置及系统
CN103441515B (zh) 一种无功补偿装置
Wu et al. Collaborative planning of cyber physical distribution system considering the flexibility of data centers
CN204089197U (zh) 风电场无功电压控制的系统
CN105529824A (zh) 智能电网信息系统
CN105914797B (zh) 大型光伏电站无功电压分序协调控制方法
CN206211549U (zh) 一种基于微电网技术的集散式光伏发电控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181009