CN110095667A - 一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法，该方法按照GB/T 29321‑2012《光伏发电站无功补偿技术规范》的相关技术要求，基于并网点电压和无功的动态监测和录波分析，按照光伏发电站恒功率因数、恒无功功率、恒电压三种控制模式，对光伏发电站的动态调压能力开展试验，测试其最大可调节范围、调节精度、响应速度等。通过这种动态调压试验方法，可以充分发挥逆变器调相参与光伏发电站动态调压和无功控制的能力，为新能源发电无功控制试验技术提供解决方案，有效验证逆变器调相控制对电压和无功的快速支撑作用。

Description

一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法

技术领域

本发明涉及一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法，属于新能源发电无功控制技术领域。

背景技术

近年来，随着光伏并网技术逐渐成熟，建设大型并网光伏电站成为大规模利用太阳能清洁能源的有效方式。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，进而引发光伏脱网，显著增加了电网调控的难度和安全风险。

因此，大型光伏电站必须具备无功电压动态调节能力。光伏电站内部无功源包括传统无功补偿装置、逆变器调相快速控制，其中，逆变器调相控制需要协同电站内其他无功资源，其动态调压试验需要考虑恒功率因素、恒无功功率、恒电压等控制模式，综合不同逆变器集电线路、并网点母线出口等开关动态监测量和录波信息，对光伏发电站动态调压的调节范围、调节精度、响应速度等进行试验。通过开展逆变器调相的光伏电站动态调压试验，可以最大化挖掘光伏电站的动态无功调节能力，同时可以为光伏电站的无功优化运行提供指导。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法，包括如下步骤：

步骤1：采用高精度录波分析仪同时对集电母线并网点开关和集电线路开关电气量和网络报文进行录波，电气量包括电流、电压值；

步骤2：通过无功优化控制的主控系统将光伏发电站逆变器调相无功控制设置为恒功率因数控制模式，向全站逆变器组下发无功控制指令，测试功率因素控制范围和调节精度；通过向某集电线路逆变器组下发无功控制指令，测试参与试验的集电线路动态响应速度；

步骤3：通过无功优化控制的主控系统将光伏发电站逆变器调相无功控制设置为恒无功功率控制模式，向全站逆变器组下发无功控制指令，测试无功功率控制范围和调节精度；通过向某集电线路逆变器组下发无功控制指令，测试参与试验的集电线路动态响应速度；

步骤4：通过无功优化控制的主控系统将光伏发电站逆变器调相无功控制设置为恒电压控制模式，通过主控系统向全站逆变器组下发无功控制指令，测试电压控制范围和调节精度；通过向某集电线路逆变器组下发无功控制指令，测试参与试验的集电线路动态响应速度。

作为优选方案，定义P、Q、U、cosφ分别为集电母线并网点开关的有功、无功、电压、功率因数，S₀为全部逆变器组的额定容量，ΔP，ΔQ分别为集电母线并网点开关动态测试ΔT时间范围内的有功、无功变化量。

作为优选方案，所述测试无功功率控制范围计算公式如下：

作为优选方案，所述测试电压调节精度计算公式如下：

ΔQ/ΔT。

作为优选方案，所述步骤2中测试参与试验的集电线路动态响应速度，包括如下步骤：

步骤2.1：通过主控系统设置某个集电线路断路器下的所有逆变器处于最大无功输出模式，设置集电母线并网点为恒功率因数运行模式；

步骤2.2：断开该集电线路断路器，通过录波仪记录集电母线并网点，其他集电线路电气量；

步骤2.3：验证集电母线并网点功率因数是否恒定，验证其他集电线路无功功率变化量与该集电线路断路器断开前的无功功率值，计算光伏发电站动态无功响应时间、无功/电压控制系统响应时间。

作为优选方案，所述步骤3中测试参与试验的集电线路动态响应速度，包括如下步骤：

步骤3.1：通过主控系统设置某个集电线路断路器下的所有逆变器处于最大无功输出模式，设置集电母线并网点为恒无功功率运行模式；

步骤3.2：断开该集电线路断路器，通过录波仪记录集电母线并网点，其他集电线路电气量；

步骤3.3：验证集电母线并网点无功功率是否恒定，验证其他集电线路无功功率变化量与该集电线路断路器断开前的无功功率值，计算光伏发电站动态无功响应时间、无功/电压控制系统响应时间。

作为优选方案，所述步骤4中测试参与试验的集电线路动态响应速度，包括如下步骤：

步骤3.1：通过主控系统设置某个集电线路断路器下的所有逆变器处于最大无功输出模式，设置集电母线并网点为恒电压运行模式；

步骤3.2：断开该集电线路断路器，通过录波仪记录集电母线并网点，其他集电线路电气量；

步骤3.3：验证集电母线并网点电压是否恒定，验证其他集电线路无功功率变化量与该集电线路断路器断开前的无功功率值，计算光伏发电站动态无功响应时间、无功/电压控制系统响应时间。

有益效果：本发明提供的一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法，按照GB/T 29321-2012《光伏发电站无功补偿技术规范》的相关技术要求，基于并网点电压和无功的动态监测和录波分析，按照光伏发电站恒功率因数、恒无功功率、恒电压三种控制模式，对光伏发电站的动态调压能力开展试验，测试其最大可调节范围、调节精度、响应速度等。通过这种动态调压试验方法，可最大化挖掘光伏电站的动态无功调节能力，为新能源发电无功控制试验技术提供解决方案，有效验证逆变器调相控制对电压和无功的快速支撑作用，同时可为光伏电站的无功优化运行提供指导。

附图说明

图1为本发明的动态调压试验测试示意图；

图2为本发明的调压试验动态响应测试示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，光伏发电站电气接线图中B1为集电母线并网点开关，C1、C2、…、C8为集电线路开关，C1(1)、C1(2)、…、C1(i)为集电线路C1的逆变器组，C2(1)、C2(2)、…、C2(j)为集电线路C2的逆变器组。

一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法，包括如下步骤：

步骤1：采用高精度录波分析仪同时对集电母线并网点开关和集电线路开关电气量和网络报文进行录波，电气量包括电流、电压值。

步骤2：通过无功优化控制的主控系统将光伏发电站逆变器调相无功控制设置为恒功率因数控制模式，向全站逆变器组下发无功控制指令，测试功率因素控制范围和调节精度；通过向某集电线路逆变器组下发无功控制指令，测试参与试验的集电线路动态响应速度。

步骤3：通过无功优化控制的主控系统将光伏发电站逆变器调相无功控制设置为恒无功功率控制模式，向全站逆变器组下发无功控制指令，测试无功功率控制范围和调节精度；通过向某集电线路逆变器组下发无功控制指令，测试参与试验的集电线路动态响应速度。

步骤4：通过无功优化控制的主控系统将光伏发电站逆变器调相无功控制设置为恒电压控制模式，通过主控系统向全站逆变器组下发无功控制指令，测试电压控制范围和调节精度；通过向某集电线路逆变器组下发无功控制指令，测试参与试验的集电线路动态响应速度。

实施例：

采用高精度录波分析仪同时对集电母线并网点B1开关和集电线路C1、C2开关电气量和网络报文进行录波，电气量包括电流、电压值。

(1)连续运行范围测试：

定义P、Q、U、cosφ分别为集电母线并网点B1的有功、无功、电压、功率因数，S₀为全部逆变器组的额定容量，ΔP，ΔQ分别为集电母线并网点B1动态测试ΔT时间范围内的有功、无功变化量。

1)恒功率因数控制模式。通过主控系统连续设置集电母线并网点B1功率因数cosφ，向全站逆变器组下发无功控制指令，通过录波仪记录集电母线并网点B1电流、电压，计算有功、无功、功率因素等电气量，根据测试无功功率可控范围，并按照ΔQ/ΔT计算无功调节精度。

2)恒无功功率控制模式。通过主控系统连续设置集电母线并网点B1无功功率Q，向全站逆变器组下发无功控制指令，通过录波仪记录集电母线并网点B1电流、电压，计算有功、无功、功率因素等电气量，根据测试无功功率可控范围，并按照ΔQ/ΔT计算无功调节精度。

3)恒电压控制模式。通过主控系统连续设置集电母线并网点B1电压U，向全站逆变器组下发无功控制指令，通过录波仪记录集电母线并网点B1电流、电压，计算有功、无功、功率因素等电气量，根据测试无功功率可控范围，并按照ΔQ/ΔT计算无功调节精度。

(2)动态特性测试：

光伏发电站动态响应测试采取在集电线路无功最大出力工况下进行切除试验来模拟实际扰动。根据电压、电流录波数据考核光伏发电站动态无功响应时间、无功/电压控制系统响应时间。图2为适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验动态响应测试示意图。

1)恒功率因素控制模式。通过主控系统设置集电线路C2下的所有逆变器处于最大无功输出模式，设置集电母线B1为恒功率因数运行模式。断开C2集电线路的断路器，通过录波仪记录集电母线B1，其他集电线路C1、C2等电流、电压，计算有功、无功、功率因素等电气量。验证B1功率因数是否恒定，验证除C2之外的集电线路无功功率变化量与集电线路C2断开前的无功功率值。

2)恒无功功率控制模式。通过主控系统设置集电线路C2下的所有逆变器处于最大无功输出模式，设置集电母线B1为恒无功功率运行模式。断开C2集电线路的断路器，通过录波仪记录集电母线B1，其他集电线路C1、C2等电流、电压，计算有功、无功、功率因素等电气量。验证B1无功功率是否恒定，验证除C2之外的集电线路无功功率变化量与集电线路C2断开前的无功功率值。

3)恒电压控制模式。通过主控系统设置集电线路C2下的所有逆变器处于最大无功输出模式，设置集电母线B1为恒电压运行模式。断开C2集电线路的断路器，通过录波仪记录集电母线B1，其他集电线路C1、C2等电流、电压，计算有功、无功、功率因素等电气量。验证B1电压是否恒定，验证除C2之外的集电线路无功功率变化量与集电线路C2断开前的无功功率值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：采用高精度录波分析仪同时对集电母线并网点开关和集电线路开关电气量和网络报文进行录波，电气量包括电流、电压值；

步骤2：通过无功优化控制的主控系统将光伏发电站逆变器调相无功控制设置为恒功率因数控制模式，向全站逆变器组下发无功控制指令，测试功率因素控制范围和调节精度；通过向某集电线路逆变器组下发无功控制指令，测试参与试验的集电线路动态响应速度；

步骤3：通过无功优化控制的主控系统将光伏发电站逆变器调相无功控制设置为恒无功功率控制模式，向全站逆变器组下发无功控制指令，测试无功功率控制范围和调节精度；通过向某集电线路逆变器组下发无功控制指令，测试参与试验的集电线路动态响应速度；

步骤4：通过无功优化控制的主控系统将光伏发电站逆变器调相无功控制设置为恒电压控制模式，通过主控系统向全站逆变器组下发无功控制指令，测试电压控制范围和调节精度；通过向某集电线路逆变器组下发无功控制指令，测试参与试验的集电线路动态响应速度。

2.根据权利要求1所述的一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法，其特征在于：定义P、Q、U、cosφ分别为集电母线并网点开关的有功、无功、电压、功率因数，S₀为全部逆变器组的额定容量，ΔP，ΔQ分别为集电母线并网点开关动态测试ΔT时间范围内的有功、无功变化量。

3.根据权利要求2所述的一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法，其特征在于：所述测试无功功率控制范围计算公式如下：

4.根据权利要求1所述的一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法，其特征在于：所述测试电压调节精度计算公式如下：

ΔQ/ΔT。

5.根据权利要求1所述的一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法，其特征在于：所述步骤2中测试参与试验的集电线路动态响应速度，包括如下步骤：

步骤2.1：通过主控系统设置某个集电线路断路器下的所有逆变器处于最大无功输出模式，设置集电母线并网点为恒功率因数运行模式；

步骤2.2：断开该集电线路断路器，通过录波仪记录集电母线并网点，其他集电线路电气量；

步骤2.3：验证集电母线并网点功率因数是否恒定，验证其他集电线路无功功率变化量与该集电线路断路器断开前的无功功率值，计算光伏发电站动态无功响应时间、无功/电压控制系统响应时间。

6.根据权利要求1所述的一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法，其特征在于：所述步骤3中测试参与试验的集电线路动态响应速度，包括如下步骤：

步骤3.1：通过主控系统设置某个集电线路断路器下的所有逆变器处于最大无功输出模式，设置集电母线并网点为恒无功功率运行模式；

步骤3.2：断开该集电线路断路器，通过录波仪记录集电母线并网点，其他集电线路电气量；

步骤3.3：验证集电母线并网点无功功率是否恒定，验证其他集电线路无功功率变化量与该集电线路断路器断开前的无功功率值，计算光伏发电站动态无功响应时间、无功/电压控制系统响应时间。

7.根据权利要求1所述的一种适用于逆变器调相的光伏发电站动态调压试验方法，其特征在于：所述步骤4中测试参与试验的集电线路动态响应速度，包括如下步骤：

步骤3.1：通过主控系统设置某个集电线路断路器下的所有逆变器处于最大无功输出模式，设置集电母线并网点为恒电压运行模式；

步骤3.2：断开该集电线路断路器，通过录波仪记录集电母线并网点，其他集电线路电气量；

步骤3.3：验证集电母线并网点电压是否恒定，验证其他集电线路无功功率变化量与该集电线路断路器断开前的无功功率值，计算光伏发电站动态无功响应时间、无功/电压控制系统响应时间。