CN113381451A - 一种光伏电站逆变器集群调控方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏电站逆变器集群调控方法和装置，应用于光伏电站内的站控系统，站控系统分别与并网点以及多个逆变器集群通信连接，逆变器集群包括多个逆变器节点，方法包括：当接收到至少一个调控请求指令时，获取并网点采集的电能质量数据和多个逆变器节点上传的运行状态数据；根据电能质量数据，确定待定调控量；根据各个运行状态数据和待定调控量，生成初始节点调控矩阵；按照预设的约束条件和调控请求指令对应的优先级对初始节点调控矩阵进行转换，生成目标调控指令并下发至各个逆变器节点；逆变器节点用于执行目标调控指令，完成无功调控，从而更为有效地保证站内馈线系统的稳定，提升光伏电站的经济效益。

Description

一种光伏电站逆变器集群调控方法和装置

技术领域

本发明涉及逆变器调控技术领域，尤其涉及一种光伏电站逆变器集群调控方法和装置。

背景技术

随着化石能源的日渐枯竭和国家新能源战略的提出，以及土地成本不断增加，光伏电站将成为未来“以新能源为主体的新型电力系统”的主力军，尤其是工厂光伏电站的低成本厂内用电将成为主流配置。

但由于目前新能源发电站规模较小，其固有的随机性和出力不可控性尚无法对强大的电力系统造成影响，但随着新能源发电站尤其是光伏电站规模的扩大，光伏发电站必将对电力系统产生冲击，目前光伏电站的自我调节能力不足，以至于未来可能影响整个电力系统。

为此，如图1所示，目前光伏电站通过在并网点集中加装调控装置，例如交换机连接数据采集装置来降低对电力系统的影响，但是这种方式无法保证站内馈线系统的稳定，并且当光伏电站的建设规模增大以后其站内的运行将无法忽视，另外在并网点集中加装调控装置增加了电站的投资和运维成本，并非长久之计。

发明内容

本发明提供了一种光伏电站逆变器集群调控方法和装置，解决了现有的光伏电站在并网点加装调控装置无法保证站内馈线系统的稳定，增加了光伏电站的投资和运维成本的技术问题。

本发明提供的一种光伏电站逆变器集群调控方法，应用于光伏电站内的站控系统，所述站控系统分别与并网点以及多个逆变器集群通信连接，所述逆变器集群包括多个逆变器节点，所述方法包括：

当接收到至少一个调控请求指令时，获取所述并网点采集的电能质量数据和多个所述逆变器节点上传的运行状态数据；

根据所述调控请求指令对应的优先级和所述电能质量数据，确定待定调控量；

根据各个所述运行状态数据和所述待定调控量，生成初始节点调控矩阵；

按照预设的约束条件对所述初始节点调控矩阵进行转换，生成目标调控指令并下发至各个所述逆变器节点；所述逆变器节点用于执行所述目标调控指令，完成无功调控。

可选地，所述电能质量数据包括当前并网电压、并网电流、并网有功功率和实际阻抗角；所述根据所述调控请求指令对应的优先级和所述电能质量数据，确定待定调控量的步骤，包括：

根据所述调控请求指令对应的优先级，从预设的多个调控量计算公式内选取目标调控量计算公式；

基于所述调控请求指令对应的优先级和预设的调控步进限制的关联关系，确定目标调控步进限值；

采用所述目标调控量计算公式，结合所述并网电压、所述并网电流、所述并网有功功率和所述实际阻抗角，确定符合所述目标调控步进限值的待定调控量；

其中，所述调控量计算公式包括：

优先级1：ΔQ＝U×I_T

优先级2：ΔQ＝U×I_T

优先级3：ΔQ＝Q_order；

优先级4：ΔQ＝ΔU×I ΔU＝U-U_N；

优先级5：

其中，Q_order为所述调控请求指令指定量，P为所述并网有功功率，

为实际阻抗角，U_T为所述当前并网点电压的标幺值，I_T为无功电流，

为额定阻抗角，I_N为并网点额定电流，U_N为并网点额定电压，U为所述当前并网点电压。

可选地，所述根据各个所述运行状态数据和所述待定调控量，生成初始节点调控矩阵的步骤，包括：

计算各个所述运行状态数据与所述待定调控量的差值，选择分配算法；

采用所述分配算法按照所述逆变器节点的数量划分所述待定调控量，生成初始节点调控矩阵。

可选地，所述按照预设的约束条件和所述调控请求指令对应的优先级对所述初始节点调控矩阵进行转换，生成目标调控指令并下发至各个所述逆变器节点的步骤，包括：

按照预设的约束条件对所述初始节点调控矩阵进行转换，得到目标节点调控矩阵；

解析所述目标节点调控矩阵，生成与每个所述逆变器节点分别对应的目标调控指令；

对各个所述目标调控指令进行加密后下发至各个所述逆变器节点；

所述约束条件为：

其中，η为所述逆变器节点的功率因数，P_t为所述逆变器节点的实时功率，P_max为所述逆变器节点的额定功率。

可选地，所述站控系统还与线路开关以及变压器分接头通信连接，所述方法还包括：

当待定调控量大于预设的调控阈值时，对所述初始节点调控矩阵进行转换，生成分接头调控指令并下发至各个所述线路开关和所述变压器分接头。

本发明还提供了一种光伏电站逆变器集群调控装置，应用于光伏电站内的站控系统，所述站控系统分别与并网点以及多个逆变器集群通信连接，所述逆变器集群包括多个逆变器节点，所述装置包括：

数据获取模块，用于当接收到至少一个调控请求指令时，获取所述并网点采集的电能质量数据和多个所述逆变器节点上传的运行状态数据；

待定调控量计算模块，用于根据所述调控请求指令对应的优先级和所述电能质量数据，确定待定调控量；

初始节点调控生成模块，用于根据各个所述运行状态数据和所述待定调控量，生成初始节点调控矩阵；

目标调控指令生成与下发模块，用于按照预设的约束条件对所述初始节点调控矩阵进行转换，生成目标调控指令并下发至各个所述逆变器节点；所述逆变器节点用于执行所述目标调控指令，完成无功调控。

可选地，所述电能质量数据包括当前并网电压、并网电流、并网有功功率和实际阻抗角；所述待定调控量计算模块包括：

公式选取子模块，用于根据所述调控请求指令对应的优先级，从预设的多个调控量计算公式内选取目标调控量计算公式；

步进限值确定子模块，用于基于所述调控请求指令对应的优先级和预设的调控步进限制的关联关系，确定目标调控步进限值；

调控量计算子模块，用于采用所述目标调控量计算公式，结合所述并网电压、所述并网电流、所述并网有功功率和所述实际阻抗角，确定符合所述目标调控步进限值的待定调控量；

其中，所述调控量计算公式包括：

优先级1：ΔQ＝U×I_T

优先级2：ΔQ＝U×I_T

优先级3：ΔQ＝Q_order；

优先级4：ΔQ＝ΔU×I ΔU＝U-U_N；

优先级5：

其中，Q_order为所述调控请求指令指定量，P为所述并网有功功率，

为实际阻抗角，U_T为所述当前并网点电压的标幺值，I_T为无功电流，

为额定阻抗角，I_N为并网点额定电流，U_N为并网点额定电压，U为所述当前并网点电压。

可选地，所述初始节点调控生成模块包括：

分配算法选取子模块，用于计算各个所述运行状态数据与所述待定调控量的差值，选择分配算法；

待定调控量划分子模块，用于采用所述分配算法按照所述逆变器节点的数量划分所述待定调控量，生成初始节点调控矩阵。

可选地，所述目标调控指令生成与下发模块包括：

矩阵转换子模块，用于按照预设的约束条件对所述初始节点调控矩阵进行转换，得到目标节点调控矩阵；

矩阵解析子模块，用于解析所述目标节点调控矩阵，生成与每个所述逆变器节点分别对应的目标调控指令；

加密下发子模块，用于对各个所述目标调控指令进行加密后下发至各个所述逆变器节点；

所述约束条件为：

其中，η为所述逆变器节点的功率因数，P_t为所述逆变器节点的实时功率，P_max为所述逆变器节点的额定功率。

可选地，所述站控系统还与线路开关以及变压器分接头通信连接，所述装置还包括：

分接头调控指令生成与下发模块，用于当待定调控量大于预设的调控阈值时，对所述初始节点调控矩阵进行转换，生成分接头调控指令并下发至各个所述线路开关和所述变压器分接头。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

在本发明中，当站控系统接收到至少一个调控请求指令时，获取并网点所上传的电能指令数据和多个逆变器节点分别上传的运行状态数据，再根据电能质量数据所包含的功率和电压信息确定整个逆变器集群所需要的待定调控量；以此结合各个逆变器节点分别对应的运行状态数据，生成初始节点调控矩阵，然后对初始节点调控矩阵进行转换，以生成目标调控指令下发到各个逆变器节点，使其能够基于调控请求指令所对应的优先级执行目标调控指令，完成对逆变器集群的无功调控。从而解决现有的光伏电站在并网点加装调控装置无法保证站内馈线系统的稳定，增加了光伏电站的投资和运维成本的技术问题，更为有效地保证站内馈线系统的稳定，降低光伏电站的运维成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为传统光伏电站的结构拓扑图；

图2为本发明实施例一提供的一种光伏电站逆变器集群调控方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例二提供的一种光伏电站逆变器集群调控方法的步骤流程图；

图4为本发明实施例一提供的一种光伏电站组网框架框图；

图5为本发明实施例二提供的一种光伏电站逆变器集群调控方法的流程示意图；

图6为本发明实施例三提供的一种光伏电站逆变器集群调控装置的结构框图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种光伏电站逆变器集群调控方法和装置，用于解决现有的光伏电站在并网点加装调控装置无法保证站内馈线系统的稳定，增加了光伏电站的投资和运维成本的技术问题。

光伏逆变器具有1.1倍超配容量，并且具有电力电子器件的快速响应优势，功率电压调节能力强，尤其是无功容量充足，释放逆变器群组的调控能力足以稳定站内的电压功率平衡。利用逆变器群组的调控能力可以保证并网点的电能质量，推动取消集中补偿装置降低成本，同时在网格处调控能进一步降低带给电力系统的随机性和低惯性等缺陷，优化电站运行。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2，图2为本发明实施例一提供的一种光伏电站逆变器集群调控方法的步骤流程图。

本发明提供的一种光伏电站逆变器集群调控方法，应用于光伏电站内的站控系统，站控系统分别与并网点以及多个逆变器集群通信连接，逆变器集群包括多个逆变器节点，方法包括以下步骤：

步骤101，当接收到至少一个调控请求指令时，获取并网点上传的电能质量数据和多个逆变器节点上传的运行状态数据；

调控请求指令指的是基于调控需求由电网下发的调度指令，或是由并网点或逆变器节点上报的并网点故障、馈线支路故障、馈线电压功率稳定和并网点功率因数考核等，其优先级从高到低排序为：并网点故障、馈线支路故障、调度指令、馈线电压功率稳定和并网点功率因数考核。

在本发明实施例中，当光伏电站内的站控系统接收到至少一个调控请求指令时，可以基于优先级确定后续所执行的调控策略，例如当同时接收到并网点故障和调度指令时，由于并网点故障的优先级大于调度指令的优先级，可以直接按照并网点故障所对应的调控策略执行。

与此同时，为获取后续调控的数据基础，获取并网点所上传的电能质量数据和多个逆变器节点分别上传的运行状态数据。

其中，电能质量数据可以包括并网点所采集到的电压和功率等数据，运行状态数据可以包括逆变器运行参数、升压变参数、电表数据、开关站运行数据等。

步骤102，根据调控请求指令对应的优先级和电能质量数据，确定待定调控量；

在得到并网点上传的电能质量数据后，可以基于电能质量数据所包含的电压和功率等数据计算待定调控量，以确定整个逆变器集群所需要调整的总调控量。

步骤103，根据各个运行状态数据和待定调控量，生成初始节点调控矩阵；

在得到待定调控量后，由于各个逆变器节点所处的运行状态不同，此时可以进一步结合各个运行状态数据和待定调控量，通过分配算法生成初始节点调控矩阵。

例如分配算法可以为分配算法有电压裕量法、粒子群、等比均分等，本发明实施例对此不作限制。

步骤104，按照预设的约束条件对初始节点调控矩阵进行转换，生成目标调控指令并下发至各个逆变器节点；逆变器节点用于执行目标调控指令，完成无功调控。

在具体实现中，在获取到初始节点调控矩阵后，由于分配算法所设定的分配规则通常都是固定的，而由于各个逆变器节点所对应的运行状态数据不同，调控的幅度以及约束也存在不同，此时可以根据预设的约束条件对初始节点调控矩阵进行转换，以得到与各个逆变器节点分别对应的目标调控指令。站控系统通过将目标调控指令下发到各个逆变器节点，以使逆变器节点基于调控请求所对应的优先级执行目标调控指令，完成无功调控。

在本发明实施例中，当站控系统接收到至少一个调控请求指令时，获取并网点所上传的电能指令数据和多个逆变器节点分别上传的运行状态数据，再根据电能质量数据所包含的功率和电压信息确定整个逆变器集群所需要的待定调控量；以此结合各个逆变器节点分别对应的运行状态数据，生成初始节点调控矩阵，然后对初始节点调控矩阵进行转换，以生成目标调控指令下发到各个逆变器节点，使其能够基于调控请求指令所对应的优先级执行目标调控指令，完成对逆变器集群的无功调控。从而解决现有的光伏电站在并网点加装调控装置无法保证站内馈线系统的稳定，增加了光伏电站的投资和运维成本的技术问题，更为有效地保证站内馈线系统的稳定，降低光伏电站的运维成本。

请参阅图3，图3为本发明实施例二提供的一种光伏电站逆变器集群调控方法的步骤流程图。

本发明提供的一种光伏电站逆变器集群调控方法，应用于光伏电站内的站控系统，站控系统分别与并网点以及多个逆变器集群通信连接，逆变器集群包括多个逆变器节点，方法包括以下步骤：

步骤201，当接收到至少一个调控请求指令时，获取并网点上传的电能质量数据和多个逆变器节点上传的运行状态数据；

调控请求指令指的是基于调控需求由电网下发的调度指令，或是由并网点或逆变器节点上报的并网点故障、馈线支路故障、馈线电压功率稳定和并网点功率因数考核等，其优先级从高到低排序为：并网点故障、馈线支路故障、调度指令、馈线电压功率稳定和并网点功率因数考核。

在本发明实施例中，当光伏电站内的站控系统接收到至少一个调控请求指令时，可以基于优先级确定后续所执行的调控策略，例如当同时接收到并网点故障和调度指令时，由于并网点故障的优先级大于调度指令的优先级，可以直接按照并网点故障所对应的调控策略执行。

与此同时，为获取后续调控的数据基础，获取并网点所上传的电能质量数据和多个逆变器节点分别上传的运行状态数据。

其中，电能质量数据可以包括并网点所采集到的电压和功率等数据，运行状态数据可以包括逆变器运行参数、升压变参数、电表数据、开关站运行数据等。

步骤202，根据调控请求指令对应的优先级和电能质量数据，确定待定调控量；

可选地，电能质量数据包括并网电压和并网功率；步骤202可以包括以下子步骤S11-S13：

S11、根据所述调控请求指令对应的优先级，从预设的多个调控量计算公式内选取目标调控量计算公式；

其中，所述调控量计算公式包括：

优先级1：ΔQ＝U×I_T

优先级2：ΔQ＝U×I_T

优先级3：ΔQ＝Q_order；

优先级4：ΔQ＝ΔU×I ΔU＝U-U_N；

优先级5：

其中，Q_order为所述调控请求指令指定量，P为所述并网有功功率，

为实际阻抗角，U_T为所述当前并网点电压的标幺值，I_T为无功电流，

为额定阻抗角，I_N为并网点额定电流，U_N为并网点额定电压，U为所述当前并网点电压。

在本发明实施例中，每个优先级所对应的调控量计算公式并不相同，当接收到多个调控请求指令时，可以直接按照指令所对应的最高优先级进行后续调控量计算公式的选择，例如若同时接收到优先级1、3和4的调控请求指令，则可以选定优先级1所对应的调控量计算公式进行后续待定调控量的计算。

S12、基于所述调控请求指令对应的优先级和预设的调控步进限制的关联关系，确定目标调控步进限值；

由于系统的调整处于一个动态过程中，因此将指令分段分级执行有利于命令执行和系统稳定，限制每一次闭环调整的幅度，多次循环完成输入的命令要求。

在具体实现中，可以基于调控请求指令所对应的优先级，对各个逆变器节点的调控进度进行划分，得到调控步进限值，具体对应关系可以参照下表1：

优先级	调控步进限值
		1、并网点故障	I<sub>max</sub>＝1.5pu，I<sub>in</sub>＝1.05pu
2、馈线支路故障	I<sub>max</sub>＝1.4pu，I<sub>in</sub>＝1.03pu
		3、调度命令	I<sub>max</sub>＝1.4pu，I<sub>in</sub>＝1.00pu
4、馈线电压功率稳定	I<sub>max</sub>＝1.0pu，I<sub>in</sub>＝0.80pu
		5、并网点功率因素考核	I<sub>max</sub>＝1.0pu，I<sub>in</sub>＝0.50pu

表1

在本实施例中，I_max和I_in分别为并网点无功电流最大和最小的绝对值，是电站的整体对外无功能力表现特征，而对于限值范围内具体的无功电流取值，需要根据电站的运行状况、馈线拓扑等决定。

S13、采用所述目标调控量计算公式，结合所述并网电压、所述并网电流、所述并网有功功率和所述实际阻抗角，确定符合所述目标调控步进限值的待定调控量；

在本发明实施例中，在选定目标调控量计算公式后，可以结合所获取的并网电压、并网电流、并网有功功率和实际阻抗角，在目标调控步进限值所限定的电流范围内，计算得到待定调控量。

步骤203，根据各个运行状态数据和待定调控量，生成初始节点调控矩阵；

在本发明的一个示例中，步骤203可以包括以下子步骤：

计算各个运行状态数据与待定调控量的差值，选择分配算法；

采用分配算法按照逆变器节点的数量划分待定调控量，生成初始节点调控矩阵。

在本发明实施例中，当获取到待定调控量后，可以分别计算每个逆变器节点的运行状态数据和待定调控量的差值，以确定每个逆变器节点所需要的调控量；在得到需要的调控量后，基于调控量的差值选择分配算法例如电压裕量发、粒子群算法、等比均分算法等。

在具体实现中，再采用分配算法按照逆变器节点的数量对待定调控量进行划分，以生成初始节点调控矩阵。

例如，若是采用选定采用无功比例均分算法，则可以通过以下形式生成初始节点调控矩阵：

其中，多个逆变器节点的额定容量矩阵[S₁ ... S_i ... S_n]

每一个逆变器节点的无功分配量为：

则初始节点调控矩阵为[ΔQ₁ ... ΔQ_i ... ΔQ_n]

步骤204，按照预设的约束条件对初始节点调控矩阵进行转换，得到目标节点调控矩阵；

在本发明实施例中，各个逆变器节点为调控的基本执行单元，同时也是光伏电站的发电单元，为使调控不会影响到各个逆变器节点的正常运行，在得到初始节点调控矩阵后，可以按照预设的约束条件对初始节点调控矩阵进行转换，从而得到目标节点调控矩阵。

约束条件为：

其中，η为逆变器节点的功率因数，P_t为逆变器节点的实时功率，P_max为逆变器节点的额定功率。

在具体实现中，按照上述约束条件转换后的目标节点调控矩阵，能够在调节逆变器无功输出量可以不影响有功输出值，不会降低光伏电站的经济性。而当发生故障和响应调度命令时可以突破上述约束条件的限制，降低有功输出以最大限度的支撑无功要求，无功容量可以快速优先的达到P_Qmax。

进一步地，当需要降低有功功率支撑无功需求，或者响应系统调频要求时，有功功率可以降低至区间的任意位置；而对于有储能配置的逆变器，在响应调频要求提升有功输出时，逆变器视在功率时刻受到约束，并且需要注意提升有功可能影响无功功率输出，需要综合考虑调频和调压需求。

具体的逆变器节点调控策略可以参照下表1：

表1

在表1中，当站控系统接收到调控请求指令，在基于分配算法生成初始节点调控矩阵后，基于上述约束条件，实现对逆变器Q-U运行特性、馈线装置容量、站内线损尽量小、站内电压母线稳定、并网点无功响应速度、逆变器输出端越限故障、并网点越限故障、逆变器有功出力、夜间限制以及SVG容量配置等的约束，得到目标节点调控矩阵。

步骤205，解析目标节点调控矩阵，生成与每个逆变器节点分别对应的目标调控指令；

在本发明实施例中，通过站控系统解析目标节点调控矩阵，以划分各个逆变器节点所需要的调控指令，得到每个逆变器节点所对应的目标调控指令。步骤206，对各个目标调控指令进行加密后下发至各个逆变器节点；逆变器节点用于执行目标调控指令，完成无功调控。

请参阅图4，为保证目标调控指令的安全性，站控系统可以通过工业以太网交换机对上述多个目标调控指令进行加密，无线下发至各个逆变器节点，通过各个逆变器节点进行目标调控指令的解密，执行目标调控指令完成调控请求指令所需求的无功调控。

可选地，站控系统还可以实时监控当前调控量以判断调控请求指令所需求的无功调控是否满足，若是否则再次发送目标调控指令到逆变器节点进行调控。

值得一提的是，逆变器节点的类型包括但不限于光伏逆变器、电表、升压变等电力设备。

进一步地，站控系统还与线路开关以及变压器分接头通信连接，方法还包括以下步骤：

当待定调控量大于预设的调控阈值时，对初始节点调控矩阵进行转换，生成分接头调控指令并下发至各个线路开关和变压器分接头。

在本发明的另一个示例中，当线路电压偏差超过一定程度时，利用逆变器调节的话调节量会比较大，因此会改变分接头稳压，降低逆变器的调控量。通过站控系统对初始节点调控矩阵进行转换，生成分接头调控指令并下发至各个线路开关和变压器分接头。

请参阅图5，图5示出了本发明实施例的一种光伏电站逆变器集群调控方法的流程示意图。

站控系统实时获取并网点上传的电能质量数据以及各个逆变器节点上传的运行状态数据，当从上级电网接收到调度命令后，通过站控系统计算得到待定调控量ΔQ，通过预设的分配算法基于待定调控量、运行状态数据和约束条件，确定目标节点调控矩阵，通过对目标节点调控矩阵进行进一步划分得到各个逆变器节点对应的目标调控指令，控制各个逆变器节点进行无功调控，并通过站控系统基于上传的电能指令数据进行实时监控调控进度。

当站控系统接收到至少一个调控请求指令时，获取并网点所上传的电能指令数据和多个逆变器节点分别上传的运行状态数据，再根据电能质量数据所包含的功率和电压信息确定整个逆变器集群所需要的待定调控量；以此结合各个逆变器节点分别对应的运行状态数据，生成初始节点调控矩阵，然后对初始节点调控矩阵进行转换，以生成目标调控指令下发到各个逆变器节点，使其能够基于调控请求指令所对应的优先级执行目标调控指令，完成对逆变器集群的无功调控。从而解决现有的光伏电站在并网点加装调控装置无法保证站内馈线系统的稳定，增加了光伏电站的投资和运维成本的技术问题，更为有效地保证站内馈线系统的稳定，降低光伏电站的运维成本。

请参阅图6，图6示出了本发明实施例三的一种光伏电站逆变器集群调控装置的结构框图。

本发明还提供了一种光伏电站逆变器集群调控装置，应用于光伏电站内的站控系统，所述站控系统分别与并网点以及多个逆变器集群通信连接，所述逆变器集群包括多个逆变器节点，所述装置包括：

数据获取模块601，用于当接收到至少一个调控请求指令时，获取所述并网点采集的电能质量数据和多个所述逆变器节点上传的运行状态数据；

待定调控量计算模块602，用于根据所述调控请求指令对应的优先级和所述电能质量数据，确定待定调控量；

初始节点调控生成模块603，用于根据各个所述运行状态数据和所述待定调控量，生成初始节点调控矩阵；

目标调控指令生成与下发模块604，用于按照预设的约束条件对所述初始节点调控矩阵进行转换，生成目标调控指令并下发至各个所述逆变器节点；所述逆变器节点用于执行所述目标调控指令，完成无功调控。

可选地，所述电能质量数据包括当前并网电压、并网电流、并网有功功率和实际阻抗角；所述待定调控量计算模块602包括：

公式选取子模块，用于根据所述调控请求指令对应的优先级，从预设的多个调控量计算公式内选取目标调控量计算公式；

步进限值确定子模块，用于基于所述调控请求指令对应的优先级和预设的调控步进限制的关联关系，确定目标调控步进限值；

调控量计算子模块，用于采用所述目标调控量计算公式，结合所述并网电压、所述并网电流、所述并网有功功率和所述实际阻抗角，确定符合所述目标调控步进限值的待定调控量；

其中，所述调控量计算公式包括：

优先级1：ΔQ＝U×I_T

优先级2：ΔQ＝U×I_T

优先级3：ΔQ＝Q_order；

优先级4：ΔQ＝ΔU×I ΔU＝U-U_N；

优先级5：

其中，Q_order为所述调控请求指令指定量，P为所述并网有功功率，

为实际阻抗角，U_T为所述当前并网点电压的标幺值，I_T为无功电流，

为额定阻抗角，I_N为并网点额定电流，U_N为并网点额定电压，U为所述当前并网点电压。

可选地，所述初始节点调控生成模块603包括：

分配算法选取子模块，用于计算各个所述运行状态数据与所述待定调控量的差值，选择分配算法；

待定调控量划分子模块，用于采用所述分配算法按照所述逆变器节点的数量划分所述待定调控量，生成初始节点调控矩阵。

可选地，所述目标调控指令生成与下发模块604包括：

矩阵转换子模块，用于按照预设的约束条件对所述初始节点调控矩阵进行转换，得到目标节点调控矩阵；

矩阵解析子模块，用于解析所述目标节点调控矩阵，生成与每个所述逆变器节点分别对应的目标调控指令；

加密下发子模块，用于对各个所述目标调控指令进行加密后下发至各个所述逆变器节点；

所述约束条件为：

其中，η为所述逆变器节点的功率因数，P_t为所述逆变器节点的实时功率，P_max为所述逆变器节点的额定功率。

可选地，所述站控系统还与线路开关以及变压器分接头通信连接，所述装置还包括：

分接头调控指令生成与下发模块，用于当待定调控量大于预设的调控阈值时，对所述初始节点调控矩阵进行转换，生成分接头调控指令并下发至各个所述线路开关和所述变压器分接头。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置、模块和子模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光伏电站逆变器集群调控方法，其特征在于，应用于光伏电站内的站控系统，所述站控系统分别与并网点以及多个逆变器集群通信连接，所述逆变器集群包括多个逆变器节点，所述方法包括：

当接收到至少一个调控请求指令时，获取所述并网点采集的电能质量数据和多个所述逆变器节点上传的运行状态数据；

根据所述调控请求指令对应的优先级和所述电能质量数据，确定待定调控量；

根据各个所述运行状态数据和所述待定调控量，生成初始节点调控矩阵；

按照预设的约束条件对所述初始节点调控矩阵进行转换，生成目标调控指令并下发至各个所述逆变器节点；所述逆变器节点用于执行所述目标调控指令，完成无功调控。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电能质量数据包括当前并网电压、并网电流、并网有功功率和实际阻抗角；所述根据所述调控请求指令对应的优先级和所述电能质量数据，确定待定调控量的步骤，包括：

根据所述调控请求指令对应的优先级，从预设的多个调控量计算公式内选取目标调控量计算公式；

基于所述调控请求指令对应的优先级和预设的调控步进限制的关联关系，确定目标调控步进限值；

采用所述目标调控量计算公式，结合所述并网电压、所述并网电流、所述并网有功功率和所述实际阻抗角，确定符合所述目标调控步进限值的待定调控量；

其中，所述调控量计算公式包括：

优先级1：ΔQ＝U×I_T

优先级2：ΔQ＝U×I_T

优先级3：ΔQ＝Q_order；

优先级4：ΔQ＝ΔU×I ΔU＝U-U_N；

优先级5：

其中，Q_order为所述调控请求指令指定量，P为所述并网有功功率，

为实际阻抗角，U_T为所述当前并网点电压的标幺值，I_T为无功电流，

为额定阻抗角，I_N为并网点额定电流，U_N为并网点额定电压，U为所述当前并网点电压。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各个所述运行状态数据和所述待定调控量，生成初始节点调控矩阵的步骤，包括：

计算各个所述运行状态数据与所述待定调控量的差值，选择分配算法；

采用所述分配算法按照所述逆变器节点的数量划分所述待定调控量，生成初始节点调控矩阵。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预设的约束条件和所述调控请求指令对应的优先级对所述初始节点调控矩阵进行转换，生成目标调控指令并下发至各个所述逆变器节点的步骤，包括：

按照预设的约束条件对所述初始节点调控矩阵进行转换，得到目标节点调控矩阵；

解析所述目标节点调控矩阵，生成与每个所述逆变器节点分别对应的目标调控指令；

对各个所述目标调控指令进行加密后下发至各个所述逆变器节点；

所述约束条件为：

其中，η为所述逆变器节点的功率因数，P_t为所述逆变器节点的实时功率，P_max为所述逆变器节点的额定功率。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述站控系统还与线路开关以及变压器分接头通信连接，所述方法还包括：

当待定调控量大于预设的调控阈值时，对所述初始节点调控矩阵进行转换，生成分接头调控指令并下发至各个所述线路开关和所述变压器分接头。

6.一种光伏电站逆变器集群调控装置，其特征在于，应用于光伏电站内的站控系统，所述站控系统分别与并网点以及多个逆变器集群通信连接，所述逆变器集群包括多个逆变器节点，所述装置包括：

数据获取模块，用于当接收到至少一个调控请求指令时，获取所述并网点采集的电能质量数据和多个所述逆变器节点上传的运行状态数据；

待定调控量计算模块，用于根据所述调控请求指令对应的优先级和所述电能质量数据，确定待定调控量；

初始节点调控生成模块，用于根据各个所述运行状态数据和所述待定调控量，生成初始节点调控矩阵；

目标调控指令生成与下发模块，用于按照预设的约束条件对所述初始节点调控矩阵进行转换，生成目标调控指令并下发至各个所述逆变器节点；所述逆变器节点用于执行所述目标调控指令，完成无功调控。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电能质量数据包括当前并网电压、并网电流、并网有功功率和实际阻抗角；所述待定调控量计算模块包括：

公式选取子模块，用于根据所述调控请求指令对应的优先级，从预设的多个调控量计算公式内选取目标调控量计算公式；

步进限值确定子模块，用于基于所述调控请求指令对应的优先级和预设的调控步进限制的关联关系，确定目标调控步进限值；

调控量计算子模块，用于采用所述目标调控量计算公式，结合所述并网电压、所述并网电流、所述并网有功功率和所述实际阻抗角，确定符合所述目标调控步进限值的待定调控量；

其中，所述调控量计算公式包括：

优先级1：ΔQ＝U×I_T

优先级2：ΔQ＝U×I_T

优先级3：ΔQ＝Q_order；

优先级4：ΔQ＝ΔU×I ΔU＝U-U_N；

优先级5：

其中，Q_order为所述调控请求指令指定量，P为所述并网有功功率，

为实际阻抗角，U_T为所述当前并网点电压的标幺值，I_T为无功电流，

为额定阻抗角，I_N为并网点额定电流，U_N为并网点额定电压，U为所述当前并网点电压。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述初始节点调控生成模块包括：

分配算法选取子模块，用于计算各个所述运行状态数据与所述待定调控量的差值，选择分配算法；

待定调控量划分子模块，用于采用所述分配算法按照所述逆变器节点的数量划分所述待定调控量，生成初始节点调控矩阵。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标调控指令生成与下发模块包括：

矩阵转换子模块，用于按照预设的约束条件对所述初始节点调控矩阵进行转换，得到目标节点调控矩阵；

矩阵解析子模块，用于解析所述目标节点调控矩阵，生成与每个所述逆变器节点分别对应的目标调控指令；

加密下发子模块，用于对各个所述目标调控指令进行加密后下发至各个所述逆变器节点；

所述约束条件为：

其中，η为所述逆变器节点的功率因数，P_t为所述逆变器节点的实时功率，P_max为所述逆变器节点的额定功率。

10.根据权利要求6-9任一项所述的装置，其特征在于，所述站控系统还与线路开关以及变压器分接头通信连接，所述装置还包括：

分接头调控指令生成与下发模块，用于当待定调控量大于预设的调控阈值时，对所述初始节点调控矩阵进行转换，生成分接头调控指令并下发至各个所述线路开关和所述变压器分接头。

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