CN110994669A - 一种针对光伏电站集中式逆变器的控制方法及系统 - Google Patents

一种针对光伏电站集中式逆变器的控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种针对光伏电站集中式逆变器的控制方法及系统，其中方法包括:在集中式逆变器的电流控制环节，串联基于电压无功电流补偿环节的电压闭环调节环节；所述电压闭环调节环节包括：调差环节，延时环节，死区环节，第一串联校正环节，第二串联校正环节，放大环节和限幅环节，通过所述电压闭环调节环节对所述集中式逆变器的无功电流参考值进行计算，并确定所述电压闭环调节环节的补偿系数；根据所述电压闭环调节环节的补偿系数，调节所述无功电流在各集中式逆变器之间的分配，避免各集中式逆变器之间抢无功或无功环流现象的发生。

Description

一种针对光伏电站集中式逆变器的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电力电能技术领域，更具体地，涉及一种针对光伏电站集中式逆变器的控制方法及系统。
背景技术
太阳能光伏发电虽具有诸多优点但也存在不少问题，如最大功率点跟踪控制方法、孤岛效应、光伏并网发电系统新型拓扑、光伏发电曲线与用电负荷曲线不一致等。而目前光伏发电系统接入电网有两种主要的模式，一是多组小容量组串式光伏逆变器直接并列经过升压变压器接入电网；二是大容量集中式逆变器经过低压双分裂绕组变压直接接入电网，实际现场建设经验表明大容量集中式逆变器经过低压双分裂绕组变压直接接入电网具有更好的稳定性和更高的经济效益。但是光伏发电系统的容量及数量超过一定比例以后，将在局部引起电网控制的难题，主要表现在：1)双向潮流所引起的保护配置与整定问题；2)光伏系统接入点的电压无功控制问题；3)光伏系统的有功功率调度问题。这些难题是国内外新能源研究领域的研究重点，尤其是电压稳定性问题，目前光伏电站逆变器基本都不参与电压闭环调节，只是少部分执行或者不具备无功指令，对参与电压闭环调节的逆变器并列运行稳定性又提出了新的要求。
目前只要求在低电压穿越时光伏电站逆变器发出一定的无功电流，并不要求逆变器在稳态运行时参与电压闭环调节，集中式逆变器在不加附加控制时会出现多个逆变器抢无功的现象，形成无功环流，这样不仅不会对系统电压产生正向作用，甚至可能会造成局部电压过高或者过低，引起逆变器保护动作，同时单元变也会消耗一部分无功功率，降低逆变器的无功电流补偿效果。
因此，需要一种技术，以实现针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制技术。
发明内容
本发明技术方案提供一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制方法及系统，以解决如何针对光伏电站集中式逆变器进行快速电压响应控制的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制方法，所述方法包括:
在集中式逆变器的电流控制环节，串联基于电压无功电流补偿环节的电压闭环调节环节；
所述电压闭环调节环节包括：调差环节，延时环节，死区环节，第一串联校正环节，第二串联校正环节，放大环节和限幅环节，通过所述电压闭环调节环节对所述集中式逆变器的无功电流参考值进行计算，并确定所述电压闭环调节环节的补偿系数；
根据所述电压闭环调节环节的补偿系数，调节所述无功电流在各集中式逆变器之间的分配，避免各集中式逆变器之间抢无功或无功环流现象的发生。
优选地，所述调差环节包括：
Figure BDA0002260837040000021
其中Vt为集中式逆变器并网点电压，It为集中式逆变器的并网电流，Xc为附加补偿电抗，
Figure BDA0002260837040000022
为附加补偿因数角，Uc为经过补偿后的集中式逆变器并网点电压。
优选地，所述延时环节包括：
Figure BDA0002260837040000023
其中S为复频率,Tr为延时环节时间常数。
优选地，所述限幅环节的无功电流参考值的上限Iqmax、下限Iqmin的计算方法为：
Figure BDA0002260837040000031
Figure BDA0002260837040000032
其中，第i台集中式逆变器当前的瞬时有功电流为Itdi，IN为第i台集中式逆变器的额定电流。
优选地，所述确定所述响应控制环节的补偿系数，还包括：
第i台集中式逆变器电压闭环调节环节的补偿系数计算方法为：
δi＝δi1+δi2
其中，δi1为与第i台集中式逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数，δi2为第i台集中式逆变器的附加补偿系数；δi为第i台集中式逆变器的电压闭环调节环节的补偿系数；
集中式逆变器i的单元变压器的电压降落ΔUT2计算公式为：
Figure BDA0002260837040000033
其中，PT1为流经箱式变压器高压侧的有功功率；RT1为箱式变压器高压侧的等效电阻；PT2为流经箱式变压器低压侧的有功功率；RT2为箱式变压器低压侧的等效电阻；QT1为流经箱式变压器高压侧的无功功率；XT1为箱式变压器高压侧的等效电抗；QT2为流经箱式变压器低压侧的无功功率；XT2为箱式变压器低压侧的等效电抗；UT为箱式变压器高压侧的机端电压；
在以集中式逆变器为基准值选取时，假设流过低压双分裂绕组变压器各物理量均为逆变器额定值，则与第i台集中式逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数δi1计算方法为：
Figure BDA0002260837040000034
Figure BDA0002260837040000045
为单元变压器电压降落标幺值；
Figure BDA00022608370400000413
为流经箱式变压器高压侧有功功率标幺值；
Figure BDA0002260837040000046
为流经箱式变压器低压侧有功功率标幺值；
Figure BDA0002260837040000049
为箱式变压器高压侧的等效电阻标幺值；
Figure BDA0002260837040000047
为箱式变压器低压侧的等效电阻；
Figure BDA00022608370400000410
为流经箱式变压器高压侧无功功率标幺值；
Figure BDA0002260837040000048
为流经箱式变压器低压侧的有功功率标幺值；
Figure BDA00022608370400000414
为箱式变压器高压侧的等效电抗标幺值；
Figure BDA00022608370400000411
为箱式变压器低压侧的等效电阻标幺值；
Figure BDA00022608370400000412
为箱式变压器高压侧的机端电压标幺值；
第i台集中式逆变器电压闭环调节环节的附加补偿系数计算方法为：
Figure BDA0002260837040000041
其中，Xci为第i台集中式逆变器的补偿电抗，
Figure BDA0002260837040000042
为第i台集中式逆变器的补偿因数角，通过对每台集中式逆变器设置不同的补偿电抗和补偿因数角，实现无功电流在各集中式逆变器之间的合理分配。
优选地，并网点电压偏离参考值超过死区时，补偿系数设置值越小，集中式逆变器分配的无功电流参考值越大。
优选地，每台集中式逆变器的补偿系数设置原则为，无功可调范围越大，补偿系数越小，并且有：
Figure BDA0002260837040000043
Figure BDA0002260837040000044
其中,Itqimax为集中式逆变器机端无功电流最大值，补偿系数δi设置为接近于零或者接近于无穷大的数。
基于本发明的另一方面，提供一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制系统，所述系统包括:
初始单元，用于在集中式逆变器的电流控制环节，串联基于电压无功电流补偿环节的电压闭环调节环节；
确定单元，用于所述电压闭环调节环节包括：调差环节，延时环节，死区环节，第一串联校正环节，第二串联校正环节，放大环节和限幅环节，通过所述电压闭环调节环节对所述集中式逆变器的无功电流参考值进行计算，并确定所述电压闭环调节环节的补偿系数；
调节单元，用于根据所述电压闭环调节环节的补偿系数，调节所述无功电流在各集中式逆变器之间的分配，避免各集中式逆变器之间抢无功或无功环流现象的发生。
优选地，所述调差环节包括：
Figure BDA0002260837040000051
其中Vt为集中式逆变器并网点电压，It为集中式逆变器的并网电流，Xc为附加补偿电抗，
Figure BDA0002260837040000052
为附加补偿因数角，Uc为经过补偿后的集中式逆变器并网点电压。
优选地，所述延时环节包括：
Figure BDA0002260837040000053
其中S为复频率,Tr为延时环节时间常数。
优选地，所述限幅环节的无功电流参考值的上限Iqmax、下限Iqmin的计算方法为：
Figure BDA0002260837040000054
Figure BDA0002260837040000055
其中，第i台集中式逆变器当前的瞬时有功电流为Itdi，IN为第i台集中式逆变器的额定电流。
优选地，所述确定所述响应控制环节的补偿系数，还包括：
第i台集中式逆变器电压闭环调节环节的补偿系数计算方法为：
δi＝δi1+δi2
其中，δi1为与第i台集中式逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数，δi2为第i台集中式逆变器的附加补偿系数；δi为第i台集中式逆变器的电压闭环调节环节的补偿系数；
集中式逆变器i的单元变压器的电压降落ΔUT2计算公式为：
Figure BDA0002260837040000061
其中，PT1为流经箱式变压器高压侧的有功功率；RT1为箱式变压器高压侧的等效电阻；PT2为流经箱式变压器低压侧的有功功率；RT2为箱式变压器低压侧的等效电阻；QT1为流经箱式变压器高压侧的无功功率；XT1为箱式变压器高压侧的等效电抗；QT2为流经箱式变压器低压侧的无功功率；XT2为箱式变压器低压侧的等效电抗；UT为箱式变压器高压侧的机端电压；
在以集中式逆变器为基准值选取时，假设流过低压双分裂绕组变压器各物理量均为逆变器额定值，则与第i台集中式逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数δi1计算方法为：
Figure BDA0002260837040000062
Figure BDA00022608370400000614
为单元变压器电压降落标幺值；
Figure BDA0002260837040000065
为流经箱式变压器高压侧有功功率标幺值；
Figure BDA0002260837040000066
为流经箱式变压器低压侧有功功率标幺值；
Figure BDA0002260837040000069
为箱式变压器高压侧的等效电阻标幺值；
Figure BDA0002260837040000067
为箱式变压器低压侧的等效电阻；
Figure BDA00022608370400000610
为流经箱式变压器高压侧无功功率标幺值；
Figure BDA0002260837040000068
为流经箱式变压器低压侧的有功功率标幺值；
Figure BDA00022608370400000613
为箱式变压器高压侧的等效电抗标幺值；
Figure BDA00022608370400000611
为箱式变压器低压侧的等效电阻标幺值；
Figure BDA00022608370400000612
为箱式变压器高压侧的机端电压标幺值；
第i台集中式逆变器电压闭环调节环节的附加补偿系数计算方法为：
Figure BDA0002260837040000063
其中，Xci为第i台集中式逆变器的补偿电抗，
Figure BDA0002260837040000064
为第i台集中式逆变器的补偿因数角，通过对每台集中式逆变器设置不同的补偿电抗和补偿因数角，实现无功电流在各集中式逆变器之间的合理分配。
优选地，并网点电压偏离参考值超过死区时，补偿系数设置值越小，集中式逆变器分配的无功电流参考值越大。
优选地，每台集中式逆变器的补偿系数设置原则为，无功可调范围越大，补偿系数越小，并且有：
Figure BDA0002260837040000071
Figure BDA0002260837040000072
其中,Itqimax为集中式逆变器机端无功电流最大值，补偿系数δi设置为接近于零或者接近于无穷大的数。
本发明技术方案提供了一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制方法及系统，其中方法包括:在集中式逆变器的电流控制环节，串联基于电压无功电流补偿环节的电压闭环调节环节；电压闭环调节环节包括：调差环节，延时环节，死区环节，第一串联校正环节，第二串联校正环节，放大环节和限幅环节，通过电压闭环调节环节对集中式逆变器的无功电流参考值进行计算，并确定电压闭环调节环节的补偿系数；根据电压闭环调节环节的补偿系数，调节无功电流在各集中式逆变器之间的分配，避免各集中式逆变器之间抢无功或无功环流现象的发生。本发明技术方案提供一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制方法，通过在逆变器无功调节环节中串联无功电流补偿环节，同时根据逆变器可调容量动态调节无功补偿系数，以分配各逆变器的无功电流，同时抑制逆变器之间的无功环流，补偿单元变消耗的无功功率，提高光伏电站运行的电压稳定性。
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一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制方法流程图；
图2为根据本发明优选实施方式的一种典型的集中式光伏逆变器接入电网结构示意图；
图3为根据本发明优选实施方式的集中式光伏逆变器无功电流参考值计算方法示意图；
图4为根据本发明优选实施方式的无功电流参考值上下限确定方法示意图；
图5为根据本发明优选实施方式的低压双分裂绕组变压器等值电路示意图；
图6为根据本发明优选实施方式的电压闭环调节中加入电压无功电流补偿环节后的并网点电压-无功电流曲线图；以及
图7为根据本发明优选实施方式的一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制系统结构图。
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一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制方法流程图。本申请实施方式提供一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制方法，通过在逆变器无功调节环节中串联无功电流补偿环节，同时根据逆变器可调容量动态调节无功补偿系数，以分配各逆变器的无功电流，同时抑制逆变器之间的无功环流，补偿单元变消耗的无功功率，提高光伏电站运行的电压稳定性。如图1所示，一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制方法，方法包括:
优选地，在步骤101：在集中式逆变器的电流控制环节，串联基于电压无功电流补偿环节的电压闭环调节环节；
优选地，在步骤102：电压闭环调节环节包括：调差环节，延时环节，死区环节，第一串联校正环节，第二串联校正环节，放大环节和限幅环节，通过电压闭环调节环节对集中式逆变器的无功电流参考值进行计算，并确定电压闭环调节环节的补偿系数；
优选地，在步骤103：根据电压闭环调节环节的补偿系数，调节无功电流在各集中式逆变器之间的分配，避免各集中式逆变器之间抢无功或无功环流现象的发生。
优选地，调差环节包括：
Figure BDA0002260837040000091
其中Vt为集中式逆变器并网点电压，It为集中式逆变器的并网电流，Xc为附加补偿电抗，
Figure BDA0002260837040000092
为附加补偿因数角，Uc为经过补偿后的集中式逆变器并网点电压。
优选地，延时环节包括：
Figure BDA0002260837040000093
其中S为复频率,Tr为延时环节时间常数。
优选地，限幅环节的无功电流参考值的上限Iqmax、下限Iqmin的计算方法为：
Figure BDA0002260837040000094
Figure BDA0002260837040000095
其中，第i台集中式逆变器当前的瞬时有功电流为Itdi，IN为第i台集中式逆变器的额定电流。
优选地，确定响应控制环节的补偿系数，还包括：
第i台集中式逆变器电压闭环调节环节的补偿系数计算方法为：
δi＝δi1+δi2
其中，δi1为与第i台集中式逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数，δi2为第i台集中式逆变器的附加补偿系数；δi为第i台集中式逆变器的电压闭环调节环节的补偿系数；
集中式逆变器i的单元变压器的电压降落ΔUT2计算公式为：
Figure BDA0002260837040000101
其中，PT1为流经箱式变压器高压侧的有功功率；RT1为箱式变压器高压侧的等效电阻；PT2为流经箱式变压器低压侧的有功功率；RT2为箱式变压器低压侧的等效电阻；QT1为流经箱式变压器高压侧的无功功率；XT1为箱式变压器高压侧的等效电抗；QT2为流经箱式变压器低压侧的无功功率；XT2为箱式变压器低压侧的等效电抗；UT为箱式变压器高压侧的机端电压；
在以集中式逆变器为基准值选取时，假设流过低压双分裂绕组变压器各物理量均为逆变器额定值，则与第i台集中式逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数δi1计算方法为：
Figure BDA0002260837040000102
Figure BDA00022608370400001013
为单元变压器电压降落标幺值；
Figure BDA00022608370400001014
为流经箱式变压器高压侧有功功率标幺值；
Figure BDA0002260837040000105
为流经箱式变压器低压侧有功功率标幺值；
Figure BDA0002260837040000109
为箱式变压器高压侧的等效电阻标幺值；
Figure BDA0002260837040000106
为箱式变压器低压侧的等效电阻；
Figure BDA0002260837040000108
为流经箱式变压器高压侧无功功率标幺值；
Figure BDA00022608370400001010
为流经箱式变压器低压侧的有功功率标幺值；
Figure BDA00022608370400001012
为箱式变压器高压侧的等效电抗标幺值；
Figure BDA0002260837040000107
为箱式变压器低压侧的等效电阻标幺值；
Figure BDA00022608370400001011
为箱式变压器高压侧的机端电压标幺值；
第i台集中式逆变器电压闭环调节环节的附加补偿系数计算方法为：
Figure BDA0002260837040000103
其中，Xci为第i台集中式逆变器的补偿电抗，
Figure BDA0002260837040000104
为第i台集中式逆变器的补偿因数角，通过对每台集中式逆变器设置不同的补偿电抗和补偿因数角，实现无功电流在各集中式逆变器之间的合理分配。
优选地，并网点电压偏离参考值超过死区时，补偿系数设置值越小，集中式逆变器分配的无功电流参考值越大。
优选地，每台集中式逆变器的补偿系数设置原则为，无功可调范围越大，补偿系数越小，并且有：
Figure BDA0002260837040000111
Figure BDA0002260837040000112
其中,Itqimax为集中式逆变器机端无功电流最大值，补偿系数δi设置为接近于零或者接近于无穷大的数。
以下对本申请实施方式进行具体说明:
本申请实施方式具体步骤包括:
(1)在集中式逆变器的q轴电流控制环节，串联基于电压无功电流补偿环节的电压闭环调节环节。如图2所示。
(2)本申请提出的一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制方法包括无功电流补偿环节，延时环节，死区环节，第一串联校正环节，第二串联校正环节和放大环节，如图3所示，其中Vt为集中式光伏逆变器并网点电压，It为集中式光伏逆变器的并网电流，Xc为补偿电抗，
Figure BDA0002260837040000114
为补偿因数角，Uc为经过补偿后的集中式光伏逆变器并网点电压，T1和T2分别为第一串联校正环节的时间常数，T3和T4分别为第二串联校正环节时间常数，K为串联校正环节的直流增益，Kv为积分校正环节选择因子，Kv＝0时为纯积分校正，Kv＝1时为比例积分校正，Ka为放大环节增益，Ta为放大环节时间常数，Iqmax和Iqmin分别为无功电流参考值的上下限。
(3)无功电流参考值的上下限Iqmax和Iqmin确定方法如图4所示，假设第i个逆变器当前的瞬时有功电流为Itd，则无功电流上下限Iqmax和Iqmin由式(1)和式(2)所确定；
Figure BDA0002260837040000113
Figure BDA0002260837040000121
(4)集中式光伏逆变器的单元变压器等值电路如图5所示，其中RT1和XT1分别为低压双分裂绕组变压器高压侧的等效电阻和等效电抗，RT2，RT3,XT2和XT3分别为低压双分裂绕组变压器低压侧两个分裂绕组的等效电阻和等效电抗，PT1和QT1分别为流过低压双分裂绕组变压器高压侧的有功功率和无功功率，PT2，PT3,QT2和QT3分别为流过低压双分裂绕组变压器低压侧两个分裂绕组的有功功率和无功功率。
(5)第i台集中式光伏逆变器的电压闭环调节环节的补偿系数计算方法为
δi＝δi1+δi2 (3)
其中，δi1为与第i台集中式光伏逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数，δi2为第i台集中式光伏逆变器的附加补偿系数。
(6)对端口2所连接的光伏逆变器i来说，单元变压器的电压降落计算公式为
Figure BDA0002260837040000122
(7)在以逆变器为基准值选取时，假设流过低压双分裂绕组变压器各物理量均为逆变器额定值，则与第i台集中式光伏逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数δi1计算方法为
Figure BDA0002260837040000123
(8)第i台集中式光伏逆变器电压无功电流补偿环节的附加补偿系数δi2计算方法为
Figure BDA0002260837040000124
其中，Xci为第i台集中式光伏逆变器的补偿电抗，
Figure BDA0002260837040000125
为第i台集中式光伏逆变器的补偿因数角，通过对每台逆变器设置不同的补偿电抗和补偿因数角，可以实现无功电流在各逆变器之间的合理分配。
(9)在并网点电压偏离参考值超过死区时，对于不同补偿系数的逆变器分配的无功电流参考值如图6所示，补偿系数设置值越小，逆变器分配的无功电流参考值越大。
(10)为实现无功电流在各逆变器之间的合理分配，不引起抢无功或者无功环流现象的产生，每台逆变器的补偿系数需要满足的条件是
δi＞0 (7)
(11)每台逆变器的补偿系数设置原则是，无功可调范围越大，补偿系数越小，并且有
Figure BDA0002260837040000131
Figure BDA0002260837040000132
但是实际设置中δi不能设置为0或者正无穷大，可设置为接近于零或者比较大的一个数即可。
本申请实施方式通过在逆变器无功调节环节中串联无功电流补偿环节，同时根据逆变器可调容量动态调节无功补偿系数，以分配各逆变器的无功电流，同时抑制逆变器之间的无功环流，补偿单元变消耗的无功功率，提高光伏电站运行的快速电压响应控制稳定性。
图7为根据本发明优选实施方式的一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制系统结构图。如图7所示，一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制系统，系统包括:
初始单元701，用于在集中式逆变器的电流控制环节，串联基于电压无功电流补偿环节的电压闭环调节环节。
确定单元702，用于电压闭环调节环节包括：调差环节，延时环节，死区环节，第一串联校正环节，第二串联校正环节，放大环节和限幅环节，通过电压闭环调节环节对集中式逆变器的无功电流参考值进行计算，并确定电压闭环调节环节的补偿系数。
调节单元703，用于根据电压闭环调节环节的补偿系数，调节无功电流在各集中式逆变器之间的分配，避免各集中式逆变器之间抢无功或无功环流现象的发生。
优选地，调差环节包括：
Figure BDA0002260837040000141
其中Vt为集中式逆变器并网点电压，It为集中式逆变器的并网电流，Xc为附加补偿电抗，
Figure BDA0002260837040000142
为附加补偿因数角，Uc为经过补偿后的集中式逆变器并网点电压。
优选地，延时环节包括：
Figure BDA0002260837040000143
其中S为复频率,Tr为延时环节时间常数。
优选地，限幅环节的无功电流参考值的上限Iqmax、下限Iqmin的计算方法为：
Figure BDA0002260837040000144
Figure BDA0002260837040000145
其中，第i台集中式逆变器当前的瞬时有功电流为Itdi，IN为第i台集中式逆变器的额定电流。
优选地，确定响应控制环节的补偿系数，还包括：
第i台集中式逆变器电压闭环调节环节的补偿系数计算方法为：
δi＝δi1+δi2
其中，δi1为与第i台集中式逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数，δi2为第i台集中式逆变器的附加补偿系数；δi为第i台电压闭环调节环节的补偿系数；
集中式逆变器i的单元变压器的电压降落ΔUT2计算公式为：
Figure BDA0002260837040000146
其中，PT1为流经箱式变压器高压侧的有功功率；RT1为箱式变压器高压侧的等效电阻；PT2为流经箱式变压器低压侧的有功功率；RT2为箱式变压器低压侧的等效电阻；QT1为流经箱式变压器高压侧的无功功率；XT1为箱式变压器高压侧的等效电抗；QT2为流经箱式变压器低压侧的无功功率；XT2为箱式变压器低压侧的等效电抗；UT为箱式变压器高压侧的机端电压；
在以集中式逆变器为基准值选取时，假设流过低压双分裂绕组变压器各物理量均为逆变器额定值，则与第i台集中式逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数δi1计算方法为：
Figure BDA0002260837040000151
Figure BDA00022608370400001515
为单元变压器电压降落标幺值；
Figure BDA00022608370400001512
为流经箱式变压器高压侧有功功率标幺值；
Figure BDA00022608370400001511
为流经箱式变压器低压侧有功功率标幺值；
Figure BDA0002260837040000158
为箱式变压器高压侧的等效电阻标幺值；
Figure BDA0002260837040000156
为箱式变压器低压侧的等效电阻；
Figure BDA0002260837040000159
为流经箱式变压器高压侧无功功率标幺值；
Figure BDA0002260837040000157
为流经箱式变压器低压侧的有功功率标幺值；
Figure BDA00022608370400001513
为箱式变压器高压侧的等效电抗标幺值；
Figure BDA00022608370400001514
为箱式变压器低压侧的等效电阻标幺值；
Figure BDA00022608370400001510
为箱式变压器高压侧的机端电压标幺值；
第i台集中式逆变器电压闭环调节环节的附加补偿系数计算方法为：
Figure BDA0002260837040000152
其中，Xci为第i台集中式逆变器的补偿电抗，
Figure BDA0002260837040000153
为第i台集中式逆变器的补偿因数角，通过对每台集中式逆变器设置不同的补偿电抗和补偿因数角，实现无功电流在各集中式逆变器之间的合理分配。
优选地，并网点电压偏离参考值超过死区时，补偿系数设置值越小，集中式逆变器分配的无功电流参考值越大。
优选地，每台集中式逆变器的补偿系数设置原则为，无功可调范围越大，补偿系数越小，并且有：
Figure BDA0002260837040000154
Figure BDA0002260837040000155
其中,Itqimax为集中式逆变器机端无功电流最大值，补偿系数δi设置为接近于零或者接近于无穷大的数。
本发明优选实施方式的一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制系统700与本发明优选实施方式的一种针对光伏电站集中式逆变器的快速电压响应控制方法100相对应，在此不再进行赘述。
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。

Claims (16)

1.一种针对光伏电站集中式逆变器的控制方法，其特征在于，所述方法包括:
在集中式逆变器的电流控制环节，串联基于电压无功电流补偿环节的电压闭环调节环节；
通过所述电压闭环调节环节对所述集中式逆变器的无功电流参考值进行计算，并确定所述电压闭环调节环节的补偿系数；
根据所述电压闭环调节环节的补偿系数，调节所述无功电流在各集中式逆变器之间的分配，避免各集中式逆变器之间抢无功或无功环流现象的发生。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调差环节包括：
Figure FDA0002260837030000011
其中Vt为集中式逆变器并网点电压，It为集中式逆变器的并网电流，Xc为附加补偿电抗，
Figure FDA0002260837030000012
为附加补偿因数角，Uc为经过补偿后的集中式逆变器并网点电压。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述延时环节包括：
Figure FDA0002260837030000013
其中S为复频率,Tr为延时环节时间常数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述限幅环节的无功电流参考值的上限Iqmax、下限Iqmin的计算方法为：
Figure FDA0002260837030000014
Figure FDA0002260837030000015
其中，第i台集中式逆变器当前的瞬时有功电流为Itdi，IN为第i台集中式逆变器的额定电流。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述响应控制环节的补偿系数，还包括：
第i台集中式逆变器电压闭环调节环节的补偿系数计算方法为：
δi＝δi1+δi2
其中，δi1为与第i台集中式逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数，δi2为第i台集中式逆变器的附加补偿系数；δi为第i台集中式逆变器的电压闭环调节环节的补偿系数；
集中式逆变器i的单元变压器的电压降落ΔUT2计算公式为：
Figure FDA0002260837030000021
其中，PT1为流经箱式变压器高压侧的有功功率；RT1为箱式变压器高压侧的等效电阻；PT2为流经箱式变压器低压侧的有功功率；RT2为箱式变压器低压侧的等效电阻；QT1为流经箱式变压器高压侧的无功功率；XT1为箱式变压器高压侧的等效电抗；QT2为流经箱式变压器低压侧的无功功率；XT2为箱式变压器低压侧的等效电抗；UT为箱式变压器高压侧的机端电压；
在以集中式逆变器为基准值选取时，假设流过低压双分裂绕组变压器各物理量均为逆变器额定值，则与第i台集中式逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数δi1计算方法为：
Figure FDA0002260837030000022
Figure FDA0002260837030000023
为单元变压器电压降落标幺值；
Figure FDA0002260837030000024
为流经箱式变压器高压侧有功功率标幺值；
Figure FDA0002260837030000025
为流经箱式变压器低压侧有功功率标幺值；
Figure FDA0002260837030000026
为箱式变压器高压侧的等效电阻标幺值；
Figure FDA0002260837030000027
为箱式变压器低压侧的等效电阻；
Figure FDA0002260837030000028
为流经箱式变压器高压侧无功功率标幺值；
Figure FDA0002260837030000029
为流经箱式变压器低压侧的有功功率标幺值；
Figure FDA00022608370300000210
为箱式变压器高压侧的等效电抗标幺值；
Figure FDA00022608370300000211
为箱式变压器低压侧的等效电阻标幺值；
Figure FDA0002260837030000031
为箱式变压器高压侧的机端电压标幺值；
第i台集中式逆变器电压闭环调节环节的附加补偿系数计算方法为：
Figure FDA0002260837030000032
其中，Xci为第i台集中式逆变器的补偿电抗，
Figure FDA0002260837030000033
为第i台集中式逆变器的补偿因数角，通过对每台集中式逆变器设置不同的补偿电抗和补偿因数角，实现无功电流在各集中式逆变器之间的合理分配。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，并网点电压偏离参考值超过死区时，补偿系数设置值越小，集中式逆变器分配的无功电流参考值越大。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每台集中式逆变器的补偿系数设置原则为，无功可调范围越大，补偿系数越小，并且有：
Figure FDA0002260837030000034
Figure FDA0002260837030000035
其中,Itqimax为集中式逆变器机端无功电流最大值，补偿系数δi设置为接近于零或者接近于无穷大的数。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压闭环调节环节包括：调差环节，延时环节，死区环节，第一串联校正环节，第二串联校正环节，放大环节和限幅环节。
9.一种针对光伏电站集中式逆变器的控制系统，其特征在于，所述系统包括:
初始单元，用于在集中式逆变器的电流控制环节，串联基于电压无功电流补偿环节的电压闭环调节环节；
确定单元，用于通过所述电压闭环调节环节对所述集中式逆变器的无功电流参考值进行计算，并确定所述电压闭环调节环节的补偿系数；
调节单元，用于根据所述电压闭环调节环节的补偿系数，调节所述无功电流在各集中式逆变器之间的分配，避免各集中式逆变器之间抢无功或无功环流现象的发生。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述调差环节包括：
Figure FDA0002260837030000041
其中Vt为集中式逆变器并网点电压，It为集中式逆变器的并网电流，Xc为附加补偿电抗，
Figure FDA0002260837030000042
为附加补偿因数角，Uc为经过补偿后的集中式逆变器并网点电压。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述延时环节包括：
Figure FDA0002260837030000043
其中S为复频率,Tr为延时环节时间常数。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述限幅环节的无功电流参考值的上限Iqmax、下限Iqmin的计算方法为：
Figure FDA0002260837030000044
Figure FDA0002260837030000045
其中，第i台集中式逆变器当前的瞬时有功电流为Itdi，IN为第i台集中式逆变器的额定电流。
13.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述确定所述响应控制环节的补偿系数，还包括：
第i台集中式逆变器电压闭环调节环节的补偿系数计算方法为：
δi＝δi1+δi2
其中，δi1为与第i台集中式逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数，δi2为第i台集中式逆变器的附加补偿系数；δi为第i台集中式逆变器的电压闭环调节环节的补偿系数；
集中式逆变器i的单元变压器的电压降落ΔUT2计算公式为：
Figure FDA0002260837030000051
其中，PT1为流经箱式变压器高压侧的有功功率；RT1为箱式变压器高压侧的等效电阻；PT2为流经箱式变压器低压侧的有功功率；RT2为箱式变压器低压侧的等效电阻；QT1为流经箱式变压器高压侧的无功功率；XT1为箱式变压器高压侧的等效电抗；QT2为流经箱式变压器低压侧的无功功率；XT2为箱式变压器低压侧的等效电抗；UT为箱式变压器高压侧的机端电压；
在以集中式逆变器为基准值选取时，假设流过低压双分裂绕组变压器各物理量均为逆变器额定值，则与第i台集中式逆变器相连接的低压双分裂绕组变压器的自然补偿系数δi1计算方法为：
Figure FDA0002260837030000052
Figure FDA0002260837030000055
为单元变压器电压降落标幺值；
Figure FDA0002260837030000056
为流经箱式变压器高压侧有功功率标幺值；
Figure FDA0002260837030000057
为流经箱式变压器低压侧有功功率标幺值；
Figure FDA0002260837030000058
为箱式变压器高压侧的等效电阻标幺值；
Figure FDA0002260837030000059
为箱式变压器低压侧的等效电阻；
Figure FDA00022608370300000510
为流经箱式变压器高压侧无功功率标幺值；
Figure FDA00022608370300000511
为流经箱式变压器低压侧的有功功率标幺值；
Figure FDA00022608370300000512
为箱式变压器高压侧的等效电抗标幺值；
Figure FDA00022608370300000513
为箱式变压器低压侧的等效电阻标幺值；
Figure FDA00022608370300000514
为箱式变压器高压侧的机端电压标幺值；
第i台集中式逆变器电压闭环调节环节的附加补偿系数计算方法为：
Figure FDA0002260837030000053
其中，Xci为第i台集中式逆变器的补偿电抗，
Figure FDA0002260837030000054
为第i台集中式逆变器的补偿因数角，通过对每台集中式逆变器设置不同的补偿电抗和补偿因数角，实现无功电流在各集中式逆变器之间的合理分配。
14.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，并网点电压偏离参考值超过死区时，补偿系数设置值越小，集中式逆变器分配的无功电流参考值越大。
15.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，每台集中式逆变器的补偿系数设置原则为，无功可调范围越大，补偿系数越小，并且有：
Figure FDA0002260837030000061
Figure FDA0002260837030000062
其中,Itqimax为集中式逆变器机端无功电流最大值，补偿系数δi设置为接近于零或者接近于无穷大的数。
16.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述电压闭环调节环节包括：调差环节，延时环节，死区环节，第一串联校正环节，第二串联校正环节，放大环节和限幅环节。
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