CN110970907A - 一种协调控制光伏电站无功电压的方法和系统 - Google Patents

一种协调控制光伏电站无功电压的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种协调控制光伏电站无功电压的方法和系统。所述方法和系统测量光伏电站并网点电压和站内逆变器的电压，并将测量值与预先设置的正常工作的第一阈值区间进行比较，当所述光伏电站并网点在正常工作区间发生电压暂态骤升\骤降时，进行电压最优值调节以协调SVG和站内逆变器之间的无功分配，而当所述光伏电站并网点电压和机端电压超出第一阈值区间时，SVG和站内逆变器进入紧急闭环控制模式，各自进行无功功率的调节。所述方法和系统通过在光伏电站并网点发生电压暂态骤升/骤降时协调SVG和站内逆变器之间的无功分配，较好地提升了光伏电站并网点发生电压暂态骤升/骤降时光伏电站的暂态无功支撑能力。

Description

一种协调控制光伏电站无功电压的方法和系统
技术领域
本发明涉及电力控制领域,并且更具体地，涉及一种协调控制光伏电站无功电压的方法和系统。
背景技术
作为目前最成熟和最具发展前景的可再生能源之一，光伏发电近年来保持着强劲的发展势头，不远的未来某些局部电网新能源占比可能达到80％甚至更高，超高占比新能源并网运行将成为未来电源结构的重要特征。
但是随着新能源在电网中所占比例越来越高，其对电网的影响范围也从局部逐渐扩大。新能源机组出力具有明显的间歇性和波动性，这使光伏发电大规模接入对局部电网稳定运行带来很大压力，由此导致大规模连锁脱网事故频频发生。
目前的光伏电站在接入电网时都依靠SVG来达到并网点的电压支撑指标，并未充分调用站内逆变器自身的无功调节能力。SVG在工作中消耗大量的厂用电，影响经济性，且在大量新能源并网的区域内，多并网点同时采用SVG动作也会带来动态电压支撑的协调配合问题。如何挖掘新能源机组自身的无功调节能力，提升新能源场站的无功电压协调控制能力是急需解决的关键问题。
发明内容
为了解决现有技术中光伏电站在接入电网时，未充分挖掘自身的无功调节能力的技术问题，本发明提供一种协调控制光伏电站无功电压的方法，所述方法包括：
步骤1、测量光伏电站并网点的电压UT，以及测量站内逆变器输出的有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw；
步骤2、确定所述光伏电站站控系统与站内逆变器的通信状态，并根据所述通信状态对光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行无功功率调节，其中，当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第一无功功率调节，当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间，且机端电压Uw是否在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第二无功功率调节，当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间，或者机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节；
步骤3、光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节时，分别测量SVG和各站内逆变器进入电压紧急控制模式并进行功率调节后的光伏电站并网点的电压U'T和站内逆变器机端电压U'w，当光伏电站并网点的电压U'T在预先设置的第二SVG电压阈值区间，或者当站内逆变器机端电压U'w在预先设置的第二机端电压阈值区间时，返回步骤1，当光伏电站并网点的电压U'T不在预先设置的第二SVG电压阈值区间，或者当站内逆变器机端电压U'w不在预先设置的第二机端电压阈值区间时，返回步骤2。
进一步地，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第一无功功率调节是指当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进入电压闭环控制模式，SVG根据光伏电站站控系统读取的光伏电站并网点电压UT调节发出的无功功率，站内逆变器根据机端电压Uw调节发出的无功功率。
进一步地，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间，且机端电压Uw是否在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第二无功功率调节包括：
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，光伏电站站控系统基于所述并网点的电压UT，站内逆变器有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw，确定站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值，并发送所述最优值指令至光伏电站SVG及站内逆变器；
当所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG根据光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值进行功率调节；
当所述机端电压Uw在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器接收光伏电站站控系统发送的无功功率最优值进行功率调节。
进一步地，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间，或者机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节包括：
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值调节指令，并计算SVG的调节功率QSVG后进行功率调节；
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述站内逆变器的机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的站内逆变器无功功率最优值指令，并计算站内逆变器的调节功率Qw进行功率调节。
进一步地，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，光伏电站站控系统基于所述并网点的电压UT，站内逆变器有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw，确定站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值包括：
步骤1、建立交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件；步骤2、基于交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件，构建光伏电站内多电源最优无功出力的目标函数；
Figure BDA0002260991140000041
其中，α和β分别为权重因子，并且满足
α+β＝1
Ploss.i-j为电网节点i和电网节点j之间的有功损耗，其计算公式为：
Figure BDA0002260991140000042
式中，Vi和Vj分别表示节点i和节点j的电压，θij表示电网节点i和电网节点j之间的电压相角差，Gij表示节点导纳矩阵当中第i个电网节点和第j个电网节点之间所在线路的电导参数；
步骤3、基于所述光伏电站内多电源最优无功出力的目标函数构建拉格朗日函数，其计算公式为：
Figure BDA0002260991140000043
其中，λ1，λ2和λ3都是拉格朗日乘数，△Pi为节点i的有功功率误差，Qsvgm为第m台SVG的无功出力Pord和Vord分别为上级调度下发的有功功率和电压指令，Ps和Vs分别为光伏电站并网点的有功功率和电压；
步骤4、根据拉格朗日极值求取条件可得
Figure BDA0002260991140000044
Figure BDA0002260991140000051
步骤5、当光伏电站中的集电线路为链式结构时，求解所述拉格朗日函数构建的方程组的解，并将所述方程组的解作为各站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值，其中，当节点的解超过所述光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件时，所述不等式约束条件转化为等式约束，其值取所述约束条件的边界值。
进一步地，所述建立交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件包括：
根据光伏电站内电气线路的拓扑结构，将光伏电站内的节点类型分为只含包含站内逆变器的节点，只包含SVG的节点和既不包含站内逆变器也不包含SVG的节点，并构建每种节点的交流线路等式约束条件，所述约束条件为使节点的有功功率误差△Pi和无功功率误差△Qi等于0；
对于上级调度下发的有功功率和电压指令，构建光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件；
Ps＝Pord
Vs＝Vord
其中，Pord和Vord分别为上级调度下发的有功功率和电压指令，Ps和Vs分别为光伏电站并网点的有功功率和电压；
根据站内逆变器及SVG的实际运行需求，分别构建光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件，其公式为：
Vi.min≤Vi≤Vi.max
Qwk.min≤Qwk≤Qwk.max
Qsvg.min≤Qsvg.m≤Qsvg.max
式中，Vi.min和Vi.max分别为节点i的电压上下限值，Qwk.min和Qwk.max分别为第k台站内逆变器无功出力的上下限，Qsvg.min和Qsvg.max分别为SVG无功出力的上下限。
进一步地，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值调节指令，并计算SVG的调节功率QSVG后进行功率调节是指基于所述光伏电站并网点的电压UT进行PI控制，根据所述PI控制的输出值进行无功功率调节；
所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述站内逆变器的机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的站内逆变器无功功率最优值指令，并计算站内逆变器的调节功率Qw进行功率调节是指基于各台站内逆变器的机端电压Uw进行PI控制，根据所述PI控制的输出值进行无功功率调节。
进一步地，所述第一SVG电压阈值区间的范围大于所述第二SVG电压阈值区间，所述第一机端电压阈值区间大于所述第二机端电压阈值区间。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种协调控制光伏电站无功电压的系统，所述系统包括：
数据采集单元，其用于测量光伏电站并网点的电压UT，以及测量站内逆变器输出的有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw；
数据通信单元，其用于在光伏电站站控系统与光伏电站内各逆变器之间进行数据通讯，并确定所述光伏电站站控系统与站内逆变器的通信状态；
第一功率调节单元，其用于当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，对光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第一无功功率调节；
第二功率调节单元，其用于当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间，且机端电压Uw是否在预先设置的第一机端电压阈值区间时，对光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第二无功功率调节；
第三功率调节单元，其用于当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间，或者机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节；
协调控制单元，其用于光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节时，通过数据采集单元分别测量SVG和各站内逆变器进入电压紧急控制模式并进行功率调节后的光伏电站并网点的电压U'T和站内逆变器机端电压U'w，当光伏电站并网点的电压U'T在预先设置的第二SVG电压阈值区间，或者当站内逆变器机端电压U'w在预先设置的第二机端电压阈值区间时，返回第二功率单元，当光伏电站并网点的电压U'T不在预先设置的第二SVG电压阈值区间，或者当站内逆变器机端电压U'w不在预先设置的第二机端电压阈值区间时，返回第三功率调节单元继续进行第三无功功率调节。
进一步地，所述第一功率调节单元用于当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第一无功功率调节是指当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进入电压闭环控制模式，SVG根据光伏电站站控系统读取的光伏电站并网点电压UT调节发出的无功功率，站内逆变器根据机端电压Uw调节发出的无功功率。
进一步地，所述第二功率调节单元用于当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间，且机端电压Uw是否在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第二无功功率调节包括：
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，光伏电站站控系统基于所述并网点的电压UT，站内逆变器有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw，确定站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值，并发送所述最优值指令至光伏电站SVG及站内逆变器；
当所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG根据光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值进行功率调节；
当所述机端电压Uw在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器接收光伏电站站控系统发送的无功功率最优值进行功率调节。
进一步地，所述第三功率调节单元用于当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间，或者机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节包括：
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值调节指令，并计算SVG的调节功率QSVG后进行功率调节；
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述站内逆变器的机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的站内逆变器无功功率最优值指令，并计算站内逆变器的调节功率Qw进行功率调节。进一步地，所述第二功率调节单元当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，光伏电站站控系统基于所述并网点的电压UT，站内逆变器有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw，确定站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值包括：
步骤1、建立交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件；
步骤2、基于交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件，构建光伏电站内多电源最优无功出力的目标函数；
Figure BDA0002260991140000081
其中，α和β分别为权重因子，并且满足
α+β＝1
Ploss.i-j为电网节点i和电网节点j之间的有功损耗，其计算公式为：
Figure BDA0002260991140000091
式中，Vi和Vj分别表示节点i和节点j的电压，θij表示电网节点i和电网节点j之间的电压相角差，Gij表示节点导纳矩阵当中第i个电网节点和第j个电网节点之间所在线路的电导参数；
步骤3、基于所述光伏电站内多电源最优无功出力的目标函数构建拉格朗日函数，其计算公式为：
Figure BDA0002260991140000092
其中，λ1，λ2和λ3都是拉格朗日乘数，△Pi为节点i的有功功率误差，Qsvgm为第m台SVG的无功出力Pord和Vord分别为上级调度下发的有功功率和电压指令，Ps和Vs分别为光伏电站并网点的有功功率和电压；
步骤4、根据拉格朗日极值求取条件可得
Figure BDA0002260991140000093
步骤5、当光伏电站中的集电线路为链式结构时，求解所述拉格朗日函数构建的方程组的解，并将所述方程组的解作为各站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值，其中，当节点的解超过所述光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件时，所述不等式约束条件转化为等式约束，其值取所述约束条件的边界值。
进一步地，所述第三功率调节单元建立交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件包括：
根据光伏电站内电气线路的拓扑结构，将光伏电站内的节点类型分为只含包含站内逆变器的节点，只包含SVG的节点和既不包含站内逆变器也不包含SVG的节点，并构建每种节点的交流线路等式约束条件，所述约束条件为使节点的有功功率误差△Pi和无功功率误差△Qi等于0；
对于上级调度下发的有功功率和电压指令，构建光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件；
Ps＝Pord
Vs＝Vord
其中，Pord和Vord分别为上级调度下发的有功功率和电压指令，Ps和Vs分别为光伏电站并网点的有功功率和电压；
根据站内逆变器及SVG的实际运行需求，分别构建光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件，其公式为：
Vi.min≤Vi≤Vi.max
Qwk.min≤Qwk≤Qwk.max
Qsvg.min≤Qsvg.m≤Qsvg.max
式中，Vi.min和Vi.max分别为节点i的电压上下限值，Qwk.min和Qwk.max分别为第k台站内逆变器无功出力的上下限，Qsvg.min和Qsvg.max分别为SVG无功出力的上下限。
进一步地，所述第三功率调节单元当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值调节指令，并计算SVG的调节功率QSVG后进行功率调节是指基于所述光伏电站并网点的电压UT进行PI控制，根据所述PI控制的输出值进行无功功率调节；
所述第三功率调节单元当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述站内逆变器的机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的站内逆变器无功功率最优值指令，并计算站内逆变器的调节功率Qw进行功率调节是指基于各台站内逆变器的机端电压Uw进行PI控制，根据所述PI控制的输出值进行无功功率调节。
进一步地，所述第一SVG电压阈值区间的范围大于所述第二SVG电压阈值区间，所述第一机端电压阈值区间大于所述第二机端电压阈值区间。
本发明技术方案提供的协调控制光伏电站无功电压的方法和系统测量光伏电站并网点电压和光伏电站内逆变器的电压，并将测量值与预先设置的正常工作的第一阈值区间进行比较，当所述光伏电站并网点在正常工作区间发生电压暂态骤升\骤降时，进行电压最优值调节以协调SVG和站内逆变器之间的无功分配，而当所述光伏电站并网点电压和机端电压超出第一阈值区间时，SVG和站内逆变器进入紧急闭环控制模式，各自进行无功功率的调节。所述协调控制光伏电站无功电压的方法和系统通过在光伏电站并网点发生电压暂态骤升/骤降时协调SVG和站内逆变器之间的无功分配，较好地提升了光伏电站并网点发生电压暂态骤升/骤降时光伏电站的暂态无功支撑能力。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的协调控制光伏电站无功电压的方法的流程图；
图2为根据本发明优选实施方式的协调控制光伏电站无功电压的系统的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式的协调控制光伏电站无功电压的方法的流程图。如图1所示，本优选实施方式所述的协调控制光伏电站无功电压的方法100从步骤101开始。
在步骤101，测量光伏电站并网点的电压UT，以及测量站内逆变器输出的有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw。
在步骤102，确定所述光伏电站站控系统与站内逆变器的通信状态，并根据所述通信状态对光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行无功功率调节，其中，当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第一无功功率调节，当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间，且机端电压Uw是否在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第二无功功率调节，当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间，或者机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节；
在步骤103，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节时，分别测量SVG和各站内逆变器进入电压紧急控制模式并进行功率调节后的光伏电站并网点的电压U'T和站内逆变器机端电压U'w，当光伏电站并网点的电压U'T在预先设置的第二SVG电压阈值区间，或者当站内逆变器机端电压U'w在预先设置的第二机端电压阈值区间时，返回步骤101，当光伏电站并网点的电压U'T不在预先设置的第二SVG电压阈值区间，或者当站内逆变器机端电压U'w不在预先设置的第二机端电压阈值区间时，返回步骤102。。
优选地，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第一无功功率调节是指当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进入电压闭环控制模式，SVG根据光伏电站站控系统读取的光伏电站并网点电压UT调节发出的无功功率，站内逆变器根据机端电压Uw调节发出的无功功率。
优选地，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间，且机端电压Uw是否在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第二无功功率调节包括：
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，光伏电站站控系统基于所述并网点的电压UT，站内逆变器有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw，确定站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值，并发送所述最优值指令至光伏电站SVG及站内逆变器；
当所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG根据光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值进行功率调节；
当所述机端电压Uw在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器接收光伏电站站控系统发送的无功功率最优值进行功率调节。
优选地，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间，或者机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节包括：
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值调节指令，并计算SVG的调节功率QSVG后进行功率调节；
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述站内逆变器的机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的站内逆变器无功功率最优值指令，并计算站内逆变器的调节功率Qw进行功率调节。
优选地，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，光伏电站站控系统基于所述并网点的电压UT，站内逆变器有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw，确定站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值包括：
步骤1、建立交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件步骤2、基于交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件，构建光伏电站内多电源最优无功出力的目标函数；
Figure BDA0002260991140000141
其中，α和β分别为权重因子，并且满足
α+β＝1
Ploss.i-j为电网节点i和电网节点j之间的有功损耗，其计算公式为：
Figure BDA0002260991140000142
式中，Vi和Vj分别表示节点i和节点j的电压，θij表示电网节点i和电网节点j之间的电压相角差，Gij表示节点导纳矩阵当中第i个电网节点和第j个电网节点之间所在线路的电导参数；
步骤3、基于所述光伏电站内多电源最优无功出力的目标函数构建拉格朗日函数，其计算公式为：
Figure BDA0002260991140000151
其中，λ1，λ2和λ3都是拉格朗日乘数，△Pi为节点i的有功功率误差，Qsvgm为第m台SVG的无功出力Pord和Vord分别为上级调度下发的有功功率和电压指令，Ps和Vs分别为光伏电站并网点的有功功率和电压；
步骤4、根据拉格朗日极值求取条件可得
Figure BDA0002260991140000152
步骤5、当光伏电站中的集电线路为链式结构时，求解所述拉格朗日函数构建的方程组的解，并将所述议程组的解作为各站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值，其中，当节点的解超过所述光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件时，所述不等式约束条件转化为等式约束，其值取所述约束条件的边界值。具体地，所述光伏电站中的集电线路的链式结构，每两个节点之间至多只有一条支路，并且不形成回路，因此网络中支路总数为N-1条，所述拉格朗日函数中未知变量数目为M+2N，同理，根据拉格朗日极值求取条件可得的方程的数目也为M+2N，方程存在唯一解。所述光伏电站站控系统通过计算站内逆变器的无功可调容量，以及线路的传输能力，用站内逆变器的无功功率置换出光伏电站内SVG的无功功率，以减小光伏电站内无功补偿装置的有功损耗，提高了光伏电站整体的经济效益。
优选地，所述建立交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件包括：
根据光伏电站内电气线路的拓扑结构，将光伏电站内的节点类型分为只含包含站内逆变器的节点，只包含SVG的节点和既不包含站内逆变器也不包含SVG的节点，并构建每种节点的交流线路等式约束条件，所述约束条件为使节点的有功功率误差△Pi和无功功率误差△Qi等于0；
对于上级调度下发的有功功率和电压指令，构建光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件；
Ps＝Pord
Vs＝Vord
其中，Pord和Vord分别为上级调度下发的有功功率和电压指令，Ps和Vs分别为光伏电站并网点的有功功率和电压；
根据站内逆变器及SVG的实际运行需求，分别构建光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件，其公式为：
Vi.min≤Vi≤Vi.max
Qwk.min≤Qwk≤Qwk.max
Qsvg.min≤Qsvg.m≤Qsvg.max
式中，Vi.min和Vi.max分别为节点i的电压上下限值，Qwk.min和Qwk.max分别为第k台站内逆变器无功出力的上下限，Qsvg.min和Qsvg.max分别为SVG无功出力的上下限。
优选地，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值调节指令，并计算SVG的调节功率QSVG后进行功率调节是指基于所述光伏电站并网点的电压UT进行PI控制，根据所述PI控制的输出值进行无功功率调节；
所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述站内逆变器的机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的站内逆变器无功功率最优值指令，并计算站内逆变器的调节功率Qw进行功率调节是指基于各台站内逆变器的机端电压Uw进行PI控制，根据所述PI控制的输出值进行无功功率调节。
优选地，所述第一SVG电压阈值区间的范围大于所述第二SVG电压阈值区间，所述第一机端电压阈值区间大于所述第二机端电压阈值区间。具体地，当第一SVG电压阈值区间为0.93pu至1.07时，第二SVG电压阈值区间可以为0.95pu至1.05pu。使第一电压区间的范围大于第二电压范围的区间避免了在对SVG和站内逆变器进行无功电压的分配时，所述电压一直在第一电压阈值的边界值来回震荡，提高了电压分配的效率。
图2为根据本发明优选实施方式的协调控制光伏电站无功电压的系统的结构示意图。如图2所示，本优选实施方式所述的协调控制光伏电站无功电压的系统200包括：
数据采集单元201，其用于测量光伏电站并网点的电压UT，以及测量站内逆变器输出的有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw；
数据通信单元202，其用于在光伏电站站控系统与光伏电站内各逆变器之间进行数据通讯，并确定所述光伏电站站控系统与站内逆变器的通信状态；
第一功率调节单元203，其用于当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，对光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第一无功功率调节；
第二功率调节单元204，其用于当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间，且机端电压Uw是否在预先设置的第一机端电压阈值区间时，对光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第二无功功率调节；
第三功率调节单元205，其用于当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间，或者机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节；
协调控制单元206，其用于光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节时，通过数据采集单元分别测量SVG和各站内逆变器进入电压紧急控制模式并进行功率调节后的光伏电站并网点的电压U'T和站内逆变器机端电压U'w，当光伏电站并网点的电压U'T在预先设置的第二SVG电压阈值区间，或者当站内逆变器机端电压U'w在预先设置的第二机端电压阈值区间时，返回第二功率单元，当光伏电站并网点的电压U'T不在预先设置的第二SVG电压阈值区间，或者当站内逆变器机端电压U'w不在预先设置的第二机端电压阈值区间时，返回第三功率调节单元继续进行第三无功功率调节。
优选地，所述第一功率调节单元203用于当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第一无功功率调节是指当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进入电压闭环控制模式，SVG根据光伏电站站控系统读取的光伏电站并网点电压UT调节发出的无功功率，站内逆变器根据机端电压Uw调节发出的无功功率。
优选地，所述第二功率调节单元204用于当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间，且机端电压Uw是否在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第二无功功率调节包括：
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，光伏电站站控系统基于所述并网点的电压UT，站内逆变器有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw，确定站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值，并发送所述最优值指令至光伏电站SVG及站内逆变器；
当所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG根据光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值进行功率调节；
当所述机端电压Uw在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器接收光伏电站站控系统发送的无功功率最优值进行功率调节。
优选地，所述第三功率调节单元205用于当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间，或者机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节包括：
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值调节指令，并计算SVG的调节功率QSVG后进行功率调节；
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述站内逆变器的机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的站内逆变器无功功率最优值指令，并计算站内逆变器的调节功率Qw进行功率调节。
优选地，所述第二功率调节单元204当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，光伏电站站控系统基于所述并网点的电压UT，站内逆变器有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw，确定站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值包括：
步骤1、建立交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件；
步骤2、基于交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件，构建光伏电站内多电源最优无功出力的目标函数；
Figure BDA0002260991140000191
其中，α和β分别为权重因子，并且满足
α+β＝1
Ploss.i-j为电网节点i和电网节点j之间的有功损耗，其计算公式为：
Figure BDA0002260991140000201
式中，Vi和Vj分别表示节点i和节点j的电压，θij表示电网节点i和电网节点j之间的电压相角差，Gij表示节点导纳矩阵当中第i个电网节点和第j个电网节点之间所在线路的电导参数；
步骤3、基于所述光伏电站内多电源最优无功出力的目标函数构建拉格朗日函数，其计算公式为：
Figure BDA0002260991140000202
其中，λ1，λ2和λ3都是拉格朗日乘数，△Pi为节点i的有功功率误差，Qsvgm为第m台SVG的无功出力Pord和Vord分别为上级调度下发的有功功率和电压指令，Ps和Vs分别为光伏电站并网点的有功功率和电压；
步骤4、根据拉格朗日极值求取条件可得
Figure BDA0002260991140000203
步骤5、当光伏电站中的集电线路为链式结构时，求解所述拉格朗日函数构建的方程组的解，并将所述方程组的解作为各站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值，其中，当节点的解超过所述光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件时，所述不等式约束条件转化为等式约束，其值取所述约束条件的边界值。
优选地，所述第三功率调节单元205建立交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件包括：
根据光伏电站内电气线路的拓扑结构，将光伏电站内的节点类型分为只含包含站内逆变器的节点，只包含SVG的节点和既不包含站内逆变器也不包含SVG的节点，并构建每种节点的交流线路等式约束条件，所述约束条件为使节点的有功功率误差△Pi和无功功率误差△Qi等于0；
对于上级调度下发的有功功率和电压指令，构建光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件；
Ps＝Pord
Vs＝Vord
其中，Pord和Vord分别为上级调度下发的有功功率和电压指令，Ps和Vs分别为光伏电站并网点的有功功率和电压；
根据站内逆变器及SVG的实际运行需求，分别构建光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件，其公式为：
Vi.min≤Vi≤Vi.max
Qwk.min≤Qwk≤Qwk.max
Qsvg.min≤Qsvg.m≤Qsvg.max
式中，Vi.min和Vi.max分别为节点i的电压上下限值，Qwk.min和Qwk.max分别为第k台站内逆变器无功出力的上下限，Qsvg.min和Qsvg.max分别为SVG无功出力的上下限。
优选地，所述第三功率调节单元205当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值调节指令，并计算SVG的调节功率QSVG后进行功率调节是指基于所述光伏电站并网点的电压UT进行PI控制，根据所述PI控制的输出值进行无功功率调节；
所述第三功率调节单元205当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述站内逆变器的机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的站内逆变器无功功率最优值指令，并计算站内逆变器的调节功率Qw进行功率调节是指基于各台站内逆变器的机端电压Uw进行PI控制，根据所述PI控制的输出值进行无功功率调节。
优选地，所述第一SVG电压阈值区间的范围大于所述第二SVG电压阈值区间，所述第一机端电压阈值区间大于所述第二机端电压阈值区间。
本发明所述协调控制光伏电站无功电压的系统对光伏电站的SVG和站内逆变器的无功电压进行协调控制的步骤与本发明所述协调控制光伏电站无功电压的方法的步骤相同，并且达到的技术效果也相同，此处不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (16)

1.一种协调控制光伏电站无功电压的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、测量光伏电站并网点的电压UT，以及测量站内逆变器输出的有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw；
步骤2、确定所述光伏电站站控系统与站内逆变器的通信状态，并根据所述通信状态对光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行无功功率调节，其中，当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第一无功功率调节，当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间，且机端电压Uw是否在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第二无功功率调节，当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间，或者机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节；
步骤3、光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节时，分别测量SVG和各站内逆变器进入电压紧急控制模式并进行功率调节后的光伏电站并网点的电压U'T和站内逆变器机端电压U'w，当光伏电站并网点的电压U'T在预先设置的第二SVG电压阈值区间，或者当站内逆变器机端电压U'w在预先设置的第二机端电压阈值区间时，返回步骤1，当光伏电站并网点的电压U'T不在预先设置的第二SVG电压阈值区间，或者当站内逆变器机端电压U'w不在预先设置的第二机端电压阈值区间时，返回步骤2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第一无功功率调节是指当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进入电压闭环控制模式，SVG根据光伏电站站控系统读取的光伏电站并网点电压UT调节发出的无功功率，站内逆变器根据机端电压Uw调节发出的无功功率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间，且机端电压Uw是否在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第二无功功率调节包括：
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，光伏电站站控系统基于所述并网点的电压UT，站内逆变器有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw，确定站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值，并发送所述最优值指令至光伏电站SVG及站内逆变器；
当所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG根据光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值进行功率调节；
当所述机端电压Uw在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器接收光伏电站站控系统发送的无功功率最优值进行功率调节。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间，或者机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节包括：
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值调节指令，并计算SVG的调节功率QSVG后进行功率调节；
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述站内逆变器的机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的站内逆变器无功功率最优值指令，并计算站内逆变器的调节功率Qw进行功率调节。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，光伏电站站控系统基于所述并网点的电压UT，站内逆变器有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw，确定站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值包括：
步骤1、建立交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件；步骤2、基于交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件，构建光伏电站内多电源最优无功出力的目标函数；
Figure FDA0002260991130000031
其中，α和β分别为权重因子，并且满足
α+β＝1
Ploss.i-j为电网节点i和电网节点j之间的有功损耗，其计算公式为：
Figure FDA0002260991130000032
式中，Vi和Vj分别表示节点i和节点j的电压，θij表示电网节点i和电网节点j之间的电压相角差，Gij表示节点导纳矩阵当中第i个电网节点和第j个电网节点之间所在线路的电导参数；
步骤3、基于所述光伏电站内多电源最优无功出力的目标函数构建拉格朗日函数，其计算公式为：
Figure FDA0002260991130000033
其中，λ1，λ2和λ3都是拉格朗日乘数，△Pi为节点i的有功功率误差，Qsvgm为第m台SVG的无功出力Pord和Vord分别为上级调度下发的有功功率和电压指令，Ps和Vs分别为光伏电站并网点的有功功率和电压；
步骤4、根据拉格朗日极值求取条件可得
Figure FDA0002260991130000041
Figure FDA0002260991130000042
Figure FDA0002260991130000043
Figure FDA0002260991130000044
Figure FDA0002260991130000045
步骤5、当光伏电站中的集电线路为链式结构时，求解所述拉格朗日函数构建的方程组的解，并将所述方程组的解作为各站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值，其中，当节点的解超过所述光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件时，所述不等式约束条件转化为等式约束，其值取所述约束条件的边界值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述建立交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件包括：
根据光伏电站内电气线路的拓扑结构，将光伏电站内的节点类型分为只含包含站内逆变器的节点，只包含SVG的节点和既不包含站内逆变器也不包含SVG的节点，并构建每种节点的交流线路等式约束条件，所述约束条件为使节点的有功功率误差△Pi和无功功率误差△Qi等于0；
对于上级调度下发的有功功率和电压指令，构建光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件；
Ps＝Pord
Vs＝Vord
其中，Pord和Vord分别为上级调度下发的有功功率和电压指令，Ps和Vs分别为光伏电站并网点的有功功率和电压；
根据站内逆变器及SVG的实际运行需求，分别构建光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件，其公式为：
Vi.min≤Vi≤Vi.max
Qwk.min≤Qwk≤Qwk.max
Qsvg.min≤Qsvg.m≤Qsvg.max
式中，Vi.min和Vi.max分别为节点i的电压上下限值，Qwk.min和Qwk.max分别为第k台站内逆变器无功出力的上下限，Qsvg.min和Qsvg.max分别为SVG无功出力的上下限。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值调节指令，并计算SVG的调节功率QSVG后进行功率调节是指基于所述光伏电站并网点的电压UT进行PI控制，根据所述PI控制的输出值进行无功功率调节；
所述当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述站内逆变器的机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的站内逆变器无功功率最优值指令，并计算站内逆变器的调节功率Qw进行功率调节是指基于各台站内逆变器的机端电压Uw进行PI控制，根据所述PI控制的输出值进行无功功率调节。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一SVG电压阈值区间的范围大于所述第二SVG电压阈值区间，所述第一机端电压阈值区间大于所述第二机端电压阈值区间。
9.一种协调控制光伏电站无功电压的系统，其特征在于，所述系统包括：
数据采集单元，其用于测量光伏电站并网点的电压UT，以及测量站内逆变器输出的有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw；
数据通信单元，其用于在光伏电站站控系统与光伏电站内各逆变器之间进行数据通讯，并确定所述光伏电站站控系统与站内逆变器的通信状态；
第一功率调节单元，其用于当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，对光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第一无功功率调节；
第二功率调节单元，其用于当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间，且机端电压Uw是否在预先设置的第一机端电压阈值区间时，对光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第二无功功率调节；
第三功率调节单元，其用于当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间，或者机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节；
协调控制单元，其用于光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节时，通过数据采集单元分别测量SVG和各站内逆变器进入电压紧急控制模式并进行功率调节后的光伏电站并网点的电压U'T和站内逆变器机端电压U'w，当光伏电站并网点的电压U'T在预先设置的第二SVG电压阈值区间，或者当站内逆变器机端电压U'w在预先设置的第二机端电压阈值区间时，返回第二功率单元，当光伏电站并网点的电压U'T不在预先设置的第二SVG电压阈值区间，或者当站内逆变器机端电压U'w不在预先设置的第二机端电压阈值区间时，返回第三功率调节单元继续进行第三无功功率调节。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一功率调节单元用于当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第一无功功率调节是指当光伏电站站控系统与站内逆变器发生通信故障时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进入电压闭环控制模式，SVG根据光伏电站站控系统读取的光伏电站并网点电压UT调节发出的无功功率，站内逆变器根据机端电压Uw调节发出的无功功率。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第二功率调节单元用于当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间，且机端电压Uw是否在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第二无功功率调节包括：
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，光伏电站站控系统基于所述并网点的电压UT，站内逆变器有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw，确定站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值，并发送所述最优值指令至光伏电站SVG及站内逆变器；
当所述光伏电站并网点的电压UT在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG根据光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值进行功率调节；
当所述机端电压Uw在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器接收光伏电站站控系统发送的无功功率最优值进行功率调节。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述第三功率调节单元用于当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间，或者机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，光伏电站静止无功发生器SVG和站内逆变器进行第三无功功率调节包括：
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值调节指令，并计算SVG的调节功率QSVG后进行功率调节；
当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述站内逆变器的机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的站内逆变器无功功率最优值指令，并计算站内逆变器的调节功率Qw进行功率调节。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二功率调节单元当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常时，光伏电站站控系统基于所述并网点的电压UT，站内逆变器有功功率P，无功功率Q，机端电压Uw，确定站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值包括：
步骤1、建立交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件；
步骤2、基于交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件，构建光伏电站内多电源最优无功出力的目标函数；
Figure FDA0002260991130000081
其中，α和β分别为权重因子，并且满足
α+β＝1
Ploss.i-j为电网节点i和电网节点j之间的有功损耗，其计算公式为：
Figure FDA0002260991130000082
式中，Vi和Vj分别表示节点i和节点j的电压，θij表示电网节点i和电网节点j之间的电压相角差，Gij表示节点导纳矩阵当中第i个电网节点和第j个电网节点之间所在线路的电导参数；
步骤3、基于所述光伏电站内多电源最优无功出力的目标函数构建拉格朗日函数，其计算公式为：
Figure FDA0002260991130000083
其中，λ1，λ2和λ3都是拉格朗日乘数，△Pi为节点i的有功功率误差，Qsvgm为第m台SVG的无功出力Pord和Vord分别为上级调度下发的有功功率和电压指令，Ps和Vs分别为光伏电站并网点的有功功率和电压；
步骤4、根据拉格朗日极值求取条件可得
Figure FDA0002260991130000091
Figure FDA0002260991130000092
Figure FDA0002260991130000093
Figure FDA0002260991130000094
Figure FDA0002260991130000095
步骤5、当光伏电站中的集电线路为链式结构时，求解所述拉格朗日函数构建的方程组的解，并将所述方程组的解作为各站内逆变器无功功率最优值和光伏电站SVG无功功率最优值，其中，当节点的解超过所述光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件时，所述不等式约束条件转化为等式约束，其值取所述约束条件的边界值。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述第三功率调节单元建立交流线路的等式约束条件，光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件以及光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件包括：
根据光伏电站内电气线路的拓扑结构，将光伏电站内的节点类型分为只含包含站内逆变器的节点，只包含SVG的节点和既不包含站内逆变器也不包含SVG的节点，并构建每种节点的交流线路等式约束条件，所述约束条件为使节点的有功功率误差△Pi和无功功率误差△Qi等于0；
对于上级调度下发的有功功率和电压指令，构建光伏电站并网点的有功功率和电压的等式约束条件；
Ps＝Pord
Vs＝Vord
其中，Pord和Vord分别为上级调度下发的有功功率和电压指令，Ps和Vs分别为光伏电站并网点的有功功率和电压；
根据站内逆变器及SVG的实际运行需求，分别构建光伏电站内各节点电压上下限约束条件和光伏电站内各逆变器无功功率上下限约束条件，其公式为：
Vi.min≤Vi≤Vi.max
Qwk.min≤Qwk≤Qwk.max
Qsvg.min≤Qsvg.m≤Qsvg.max
式中，Vi.min和Vi.max分别为节点i的电压上下限值，Qwk.min和Qwk.max分别为第k台站内逆变器无功出力的上下限，Qsvg.min和Qsvg.max分别为SVG无功出力的上下限。
15.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述第三功率调节单元当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述光伏电站并网点的电压UT不在预先设置的第一SVG电压阈值区间时，SVG进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的SVG无功功率最优值调节指令，并计算SVG的调节功率QSVG后进行功率调节是指基于所述光伏电站并网点的电压UT进行PI控制，根据所述PI控制的输出值进行无功功率调节；
所述第三功率调节单元当光伏电站站控系统与站内逆变器通信正常，且所述站内逆变器的机端电压Uw不在预先设置的第一机端电压阈值区间时，站内逆变器进入电压紧急控制模式，闭锁光伏电站站控系统发送的站内逆变器无功功率最优值指令，并计算站内逆变器的调节功率Qw进行功率调节是指基于各台站内逆变器的机端电压Uw进行PI控制，根据所述PI控制的输出值进行无功功率调节。
16.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一SVG电压阈值区间的范围大于所述第二SVG电压阈值区间，所述第一机端电压阈值区间大于所述第二机端电压阈值区间。
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