CN115940301A - 一种功率因数的控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功率因数的控制方法、装置、设备及存储介质。该方法应用于光储融合发电系统，该系统包括光伏逆变器、储能变流器以及预设无功补偿设备，该方法包括：获取有功功率和无功功率；根据有功功率和无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间；根据预测时间和预计光伏发电结束时间，确定光伏逆变器的第一时间、储能变流器开始的第二时间以及预设无功补偿设备的第三时间中的至少一项；在第一时间、第二时间以及第三时间中的至少一个时间，对系统进行无功补偿，以控制系统的功率因数大于预设阈值。本发明实施例的技术方案，使光伏逆变器、储能变流器以及无功补偿设备协同工作，达到了动态响应且连续的对系统进行无功补偿的效果。
Description
技术领域
本发明涉及光伏储能技术领域，尤其涉及一种功率因数的控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着工商业分布式新能源项目的大规模建设，因分布式新能源发电，导致的电网考核点功率因数不达标的问题愈发普遍。当分布式电源接入后，用户负荷消耗新能源发电，从电网获取有功电量降低，而新能源发电均为有功电量，无功电量仍需从电网获取，从而导致电网考核点测得的有功电量降低，无功电量维持不变，电网考核点测得的平均功率因数降低。
目前，分布式光伏无功补偿的解决方案可以分为两大类。一类是采用与光伏电站逆变器配套的无功调节装置来补偿无功功率，从而解决功率因数低的问题，此种方案适用于功率因数偏差不大的情况。另一类是增加无功补偿修正装置，使原有电容柜在分布式电源接入后仍能正常工作。
然而，采用与光伏电站逆变器配套的无功调节装置来补偿无功功率，会影响逆变器转换效率与寿命，而无功补偿修正装置的响应速度慢，调节不连续，现有无功补偿方案不能很好的解决功率因数降低的问题。
发明内容
本发明提供了一种功率因数的控制方法、装置、设备及存储介质，以解决常规的无功补偿方式效果欠佳的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种功率因数的控制方法，应用于光储融合发电系统，所述系统包括光伏逆变器、储能变流器以及预设无功补偿设备，该方法包括：
获取有功功率和无功功率，其中，所述有功功率包括当前瞬时有功功率和累计有功功率，所述无功功率包括当前瞬时无功功率和累计无功功率，所述累计有功功率基于预设时期内的瞬时有功功率确定，所述累计无功功率基于所述预设时期内的瞬时无功功率确定；
根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间；
根据所述预测时间和预计光伏发电结束时间，确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，其中，所述第三时间早于所述第二时间，所述第二时间早于所述第一时间，所述预计光伏发电结束时间基于所述系统中光伏停止发电的历史时间确定；
在所述第一时间、所述第二时间以及所述第三时间中的至少一个时间，对所述系统进行无功补偿，以控制所述系统的功率因数大于所述预设阈值。
第二方面，本发明实施例提供了一种功率因数的控制装置，配置于光储融合发电系统，所述系统包括光伏逆变器、储能变流器以及预设无功补偿设备，该装置包括：
功率获取模块，用于获取有功功率和无功功率，其中，所述有功功率包括当前瞬时有功功率和累计有功功率，所述无功功率包括当前瞬时无功功率和累计无功功率，所述累计有功功率基于预设时期内的瞬时有功功率确定，所述累计无功功率基于所述预设时期内的瞬时无功功率确定；
预测时间确定模块，用于根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间；
补偿时间确定模块，用于根据所述预测时间和预计光伏发电结束时间，确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，其中，所述第三时间早于所述第二时间，所述第二时间早于所述第一时间，所述预计光伏发电结束时间基于所述系统中光伏停止发电的历史时间确定；
无功补偿模块，用于在所述第一时间、所述第二时间以及所述第三时间中的至少一个时间，对所述系统进行无功补偿，以控制所述系统的功率因数大于所述预设阈值。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：
至少一个处理器；
以及与至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，该计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述第一方面的功率因数的控制方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使处理器执行时实现上述第一方面的功率因数的控制方法。
本发明实施例提供的功率因数的控制方案，获取有功功率和无功功率，其中，所述有功功率包括当前瞬时有功功率和累计有功功率，所述无功功率包括当前瞬时无功功率和累计无功功率，所述累计有功功率基于预设时期内的瞬时有功功率确定，所述累计无功功率基于所述预设时期内的瞬时无功功率确定，根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间，根据所述预测时间和预计光伏发电结束时间，确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，其中，所述第三时间早于所述第二时间，所述第二时间早于所述第一时间，所述预计光伏发电结束时间基于所述系统中光伏停止发电的历史时间确定，在所述第一时间、所述第二时间以及所述第三时间中的至少一个时间，对所述系统进行无功补偿，以控制所述系统的功率因数大于所述预设阈值。通过采用上述技术方案，利用获取到的有功功率和无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间，然后基于预计光伏发电结束时间和该预测时间，确定出光伏逆变器、储能变流器以及预设无功补偿设备，这三者开始进行无功补偿操作的时间，在该时间对发电系统进行无功补偿，以达到控制功率因数的目的，使光伏逆变器、储能变流器以及无功补偿设备协同工作，既能很好的完成无功补偿任务，达到动态响应且连续的对系统进行无功补偿的效果，同时还降低了在光伏发电时段内因使用光伏逆变器对系统无功补偿，而影响光电转换效率的几率。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例一提供的一种功率因数的控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例一提供的一种光储融合发电系统的示意图；
图3是根据本发明实施例二提供的一种功率因数的控制方法的流程图；
图4是根据本发明实施例三提供的一种功率因数的控制装置的结构示意图；
图5是根据本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1为本发明实施例一提供了一种功率因数的控制方法的流程图，本实施例可适用于对光储融合发电系统进行无功补偿，以控制该系统的功率因数的情况，该方法可以由功率因数的控制装置来执行，该功率因数的控制装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该功率因数的控制装置可配置于光储融合发电系统中，所述系统包括光伏逆变器、储能变流器以及预设无功补偿设备等，该光储融合发电系统可运行在电子设备中，该电子设备可以是两个或多个物理实体构成，也可以是一个物理实体构成。
如图1所示，该本发明实施例一提供的一种功率因数的控制方法，具体包括如下步骤：
S101、获取有功功率和无功功率，其中，所述有功功率包括当前瞬时有功功率和累计有功功率，所述无功功率包括当前瞬时无功功率和累计无功功率，所述累计有功功率基于预设时期内的瞬时有功功率确定，所述累计无功功率基于所述预设时期内的瞬时无功功率确定。
在本实施例中，图2为一种光储融合发电系统的示意图，如图2所示，可以在电网考核点的附近位置，配备电量采集设备，如智能电表，从而可以采集到当前瞬时无功功率、累计无功功率、当前瞬时无功功率以及累计无功功率。一般在就地消纳型的光储融合发电系统(简称系统)中，光伏发出的电量主要供用户负荷使用，剩余的电量可存储至储能部分，如锂电池中，不返送给共用电网，储能部分的工作模式通常为夜间低电价充电，白天电价高峰时段放电，流经储能部分的电量可全部为电网电量，夜晚光伏部分不发电，对功率因数的影响可以忽略不计，白天光伏部分发电时，发出的有功电量供用户负荷消纳，从而导致流经电网考核点的有功功率降低，即从电网获取的电量降低，但从电网获得的无功功率不变，如果不对系统进行无功补偿，会导致电网考核点的功率因数降低的问题出现。其中，电网考核点的位置一般由电网公司设定，电网公司可以每经过设定时期，如一个月，从电网考核点获取一定时期内的平均功率因数，根据该平均功率因数可以判定该系统的功率因数是否符合相关规定，如《电力系统电压和无功电力技术导则》(GB/T40427-2021)，累计无功功率和累计有功功率的累计时间，即预设时期，可以根据设定时期设定，如可设定为七天，累计七天的瞬时有功功率，即可获得累计有功功率，相应的，累计七天的瞬时无功功率，即可获得累计无功功率，预设无功补偿设备可以为电容柜等无功补偿设备。
S102、根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间。
在本实施例中，根据采集到的有功功率和无功功率，不仅可以计算出当前瞬时功率因数和预设时期内的平均有功功率，由于光伏发电依赖于阳光的光照强度，而阳光的光照强度存在季节规律和时间规律等，因此系统内的有功功率和无功功率也存在一定的规律，利用设定的表达式，还能预测出功率因数达到预设阈值的时间，即预测时间，其中，预设阈值可以根据国标要求进行设定，预设阈值可以小于或等于国标要求，如0.9或0.95等，如可以设置为0.9。
S103、根据所述预测时间和预计光伏发电结束时间，确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，其中，所述第三时间早于所述第二时间，所述第二时间早于所述第一时间，所述预计光伏发电结束时间基于所述系统中光伏停止发电的历史时间确定。
在本实施例中，根据光伏发电的历史发电数据，可以总结出每天光伏开始发电和停止发电的时间规律，从而可以推测出预设时间，如当天，光伏停止发电的时间，即预计光伏发电结束时间，根据该时间和预测时间，可以设定光伏逆变器、储能变流器以及预设无功补偿设备，这三者开始对系统进行无功补偿的时间。其中，可以优先使用预设无功补偿设备对系统进行无功补偿，该无功补偿的时间即为第三时间，当预设无功补偿设备发出的无功功率不足时，功率因数仍较低，可同时使用储能变流器和预设无功补偿设备对系统进行无功补偿，储能变流器进行无功补偿的时间即为第二时间，最后，若储能变流器和预设无功补偿设备发出的无功功率仍不足，可使光伏逆变器也开始对系统进行无功补偿，光伏逆变器进行无功补偿的时间即为第一时间。
S104、在所述第一时间、所述第二时间以及所述第三时间中的至少一个时间，对所述系统进行无功补偿，以控制所述系统的功率因数大于所述预设阈值。
在本实施例中，通过依次使预设无功补偿设备、储能变流器以及光伏逆变器对光储融合发电系统进行无功补偿，可以保证该系统的功率因数大于预设阈值。
本发明实施例提供的功率因数的控制方法，获取有功功率和无功功率，其中，所述有功功率包括当前瞬时有功功率和累计有功功率，所述无功功率包括当前瞬时无功功率和累计无功功率，所述累计有功功率基于预设时期内的瞬时有功功率确定，所述累计无功功率基于所述预设时期内的瞬时无功功率确定，根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间，根据所述预测时间和预计光伏发电结束时间，确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，其中，所述第三时间早于所述第二时间，所述第二时间早于所述第一时间，所述预计光伏发电结束时间基于所述系统中光伏停止发电的历史时间确定，在所述第一时间、所述第二时间以及所述第三时间中的至少一个时间，对所述系统进行无功补偿，以控制所述系统的功率因数大于所述预设阈值。本发明实施例技术方案，利用获取到的有功功率和无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间，然后基于预计光伏发电结束时间和该预测时间，确定出光伏逆变器、储能变流器以及预设无功补偿设备，这三者开始进行无功补偿操作的时间，在该时间对发电系统进行无功补偿，以达到控制功率因数的目的，使光伏逆变器、储能变流器以及无功补偿设备协同工作，既能很好的完成无功补偿任务，达到动态响应且连续的对系统进行无功补偿的效果，同时还降低了在光伏发电时段内因使用光伏逆变器对系统无功补偿，而影响光电转换效率的几率。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种功率因数的控制方法的流程图，本发明实施例的技术方案在上述各可选技术方案的基础上进一步优化，给出了控制功率因数的具体方式。
可选的，所述根据所述预测时间和预计光伏发电结束时间，确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，包括：若所述预测时间早于或等于所述预计光伏发电结束时间，则确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项；若所述预测时间晚于所述预计光伏发电结束时间，则确定所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间。这样设置的好处在于，在确定具体的无功补偿策略之前，可以通过判断预测时间与预计光伏发电结束时间的先后，确定出预设时间，如当天，是否会出现功率因数过低的情况，从而可以排除无需储能变流器和光伏逆变器对系统无功补偿的时间。
可选的，所述方法还包括：基于当前瞬时有功功率和当前瞬时无功功率，确定第二目标功率因数与目标时间的对应关系；确定所述第二目标功率因数大于第三数值对应的第四目标时间，并将所述光伏逆变器停止对所述系统进行无功补偿的第四时间确定为所述第四目标时间；确定所述第二目标功率因数大于第二数值对应的第五目标时间，并将所述储能变流器停止对所述系统进行无功补偿的第五时间确定为所述第五目标时间，其中，所述第二数值大于所述第三数值；其中，所述第四目标时间和所述第五目标时间属于所述目标时间。这样设置的好处在于，通过确定功率因数的具体变化情况，可以准确的确定储能变流器和光伏逆变器停止发出无功功率的时间，避免了储能变流器和光伏逆变器过度使用的现象。
如图3所示，本发明实施例二提供的一种功率因数的控制方法，具体包括如下步骤：
S201、获取有功功率和无功功率。
S202、根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间。
可选的，所述根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间，包括：根据预设阈值、所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于所述预设阈值的预测时长；根据所述预测时长和当前时间，确定所述功率因数等于所述预设阈值的预测时间。
示例性的，可以利用如下表达式，确定功率因数等于预设阈值的预测时长ΔT：
其中，所述PF表示数值为预设阈值的设定功率因数，所述P为所述当前瞬时有功功率，所述P0为所述累计有功功率，所述Q为所述当前瞬时无功功率，Q0为所述累计无功功率。再根据所述预测时长和当前时间，可以确定出所述功率因数等于所述预设阈值的预测时间，如若预设阈值为0.9，当前时间为9点，利用上述公式，可以计算出当功率因数等于0.9时，距当前时间的时长ΔT，即预测时长，若预测时长为5小时，则可以确定功率因数等于0.9时的预测时间为14点。
可选的，所述根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间，包括：根据预设时长、所述有功功率和所述无功功率，确定所述预设时长内的预测的功率因数；基于所述功率因数和当前时间，确定所述功率因数等于预设阈值的预测时间。
示例性的，可以利用如下表达式，确定预设时长ΔT’内的预测功率因数：
其中，所述PF’为所述预测功率因数，所述P为所述当前瞬时有功功率，所述P0为所述累计有功功率，所述Q为所述当前瞬时无功功率，Q0为所述累计无功功率。再基于所述功率因数和当前时间，可以确定出所述功率因数等于预设阈值的预测时间，如若当前时间为9点，预设阈值为0.9，预设时长ΔT’为10小时，则利用上述公式，可以计算出未来十小时内的功率因数，即得到多个预测功率因数，通过描点作图法等方式，可以直观的观察到未来十小时内的预测功率因数的变化情况，若预测功率因数等于0.9时对应的预测时长为6.5小时，则可以确定预测时间为15点30分。
S203、判断所述预测时间是否，早于或等于所述预计光伏发电结束时间，若是，则执行步骤204，若否，则执行步骤205。
S204、确定所述光伏逆变器开始对系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，执行206。
示例性的，若预测时间为15点，预计光伏发电结束时间为18点，则表明预测时间早于预计光伏发电结束时间，即在光伏发电结束之前，很可能会出现功率因数低于预设阈值的情况，则需确定出光伏逆变器和/或储能变流器和/或预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的时间。
可选的，所述确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，包括：
1)基于当前瞬时有功功率和当前瞬时无功功率，确定第一目标功率因数与目标时间的对应关系。
示例性的，根据功率因数的常规的计算表达式，利用当前瞬时有功功率和当前瞬时无功功率，可以计算出当前瞬时功率因数，即第一目标功率因数，并记录当前的时间，即目标时间，并形成第一目标功率因数与目标时间的对应关系。
2)确定所述第一目标功率因数小于第一数值且大于第二数值对应的第一目标时间，并将所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间确定为所述第一目标时间。
示例性的，若第一目标功率因数为0.94，第一数值为0.95，第二数值为0.93，即第一目标功率因数小于第一数值且大于第二数值，根据第一目标功率因数与目标时间的对应关系可以确定出，功率因数为0.94的时间，即第一目标时间，若第一目标时间为11点，则可将预设无功补偿设备开始对系统进行无功补偿的时间确定为11点，即第三时间。
3)确定所述第一目标功率因数小于所述第二数值且大于第三数值对应的第二目标时间，并将所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间和所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间，确定为所述第二目标时间。
示例性的，若第一目标功率因数为0.92，第二数值为0.93，第三数值为0.91，即第一目标功率因数小于第二数值且大于第三数值，根据第一目标功率因数与目标时间的对应关系可以确定出，功率因数为0.92的时间，即第二目标时间，若第二目标时间为12点，则可将储能变流器开始对系统进行无功补偿的时间确定为12点，即第二时间，此时若预设无功补偿设备已经处于对系统进行无功补偿的工作状态，则继续保持该状态，此时若预设无功补偿设备未处于对系统进行无功补偿的工作状态，则将预设无功补偿设备的第三时间也确定为12点。
3)确定所述第一目标功率因数小于所述第三数值且大于所述预设阈值对应的第三目标时间，并将所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间，确定为所述第三目标时间；
其中，所述目标时间包括所述第一目标时间、所述第二目标时间和所述第三目标时间，所述第一数值大于所述第二数值，所述第二数值大于所述第三数值，所述第三数值大于所述预设阈值。上述1)至3)这样设置的好处在于，通过设定不同的数值，确定了预设无功补偿设备、储能变流器以及光伏逆变器开始对系统进行无功补偿的时间，使三者更加合理的协同工作，避免了过度使用单一设备进行无功补偿的情况。
示例性的，若第一目标功率因数为0.915，第三数值为0.91，预设阈值为0.90，即第一目标功率因数小于第三数值且大于预设阈值，根据第一目标功率因数与目标时间的对应关系可以确定出，功率因数为0.915的时间，即第三目标时间，若第三目标时间为14点，则可将光伏逆变器开始对系统进行无功补偿的时间确定为14点，即第一时间，此时若预设无功补偿设备储能变流器已经处于对系统进行无功补偿的工作状态，则继续保持该状态，此时若预设无功补偿设备储能变流器未处于对系统进行无功补偿的工作状态，则将预设无功补偿设备的第三时间储能变流器的第二时间也确定为14点。
S205、确定所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间。
示例性的，若预测时间为19点，预计光伏发电结束时间为18点，则表明预测时间晚于预计光伏发电结束时间，即在光伏发电结束之前，大概率不会出现功率因数低于预设阈值的情况，则只需确定出预设无功补偿设备开始对系统进行无功补偿的时间，当天无需启动光伏逆变器和储能变流器的无功补偿功能，其中，预设无功补偿设备可长期处于待机的状态，当系统需要无功补偿的时候，可及时唤醒并优先使用预设无功补偿设备对系统进行无功补偿，该时间即为第三时间。
S206、在所述第一时间、所述第二时间以及所述第三时间中的至少一个时间，对所述系统进行无功补偿，以控制所述系统的功率因数大于所述预设阈值。
S207、基于当前瞬时有功功率和当前瞬时无功功率，确定第二目标功率因数与目标时间的对应关系。
具体的，本步骤确定的第二目标功率因数可以理解为，在确定第一目标功率因数后，确定出的瞬时功率因数，并记录相应的时间，该时间也为目标时间，并形成第二目标功率因数与目标时间的对应关系。。
S208、确定所述第二目标功率因数大于第三数值对应的第四目标时间，并将所述光伏逆变器停止对所述系统进行无功补偿的第四时间确定为所述第四目标时间。
示例性的，如上例所述，若经过一段时间的无功补偿，瞬时功率因数从0.915升至0.921，即第二目标功率因数大于第三数值，根据第二目标功率因数与目标时间的对应关系可以确定出，功率因数为0.921的时间，即第四目标时间，若第四目标时间为14点30分，则可将光伏逆变器停止对系统进行无功补偿的第四时间确定为14点30分。
S209、确定所述第二目标功率因数大于第二数值对应的第五目标时间，并将所述储能变流器停止对所述系统进行无功补偿的第五时间确定为所述第五目标时间。
其中，所述第二数值大于所述第三数值，所述第四目标时间和所述第五目标时间属于所述目标时间。
示例性的，如上例所述，若又经过一段时间的无功补偿，瞬时功率因数从0.921升至0.931，即第二目标功率因数大于第二数值，根据第二目标功率因数与目标时间的对应关系可以确定出，功率因数为0.931的时间，即第五目标时间，若第五目标时间为15点，则可将储能变流器停止对系统进行无功补偿的第五时间确定为15点。
本发明实施例提供的功率因数的控制方法，利用获取到的有功功率和无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间，当预测时间晚于预计光伏发电结束时间时，可以只由预设无功补偿设备对系统进行无功补偿，当预测时间早于预计光伏发电结束时间时，可以根据瞬时功率因数的大小，来确定光伏逆变器、储能变流器以及预设无功补偿设备，这三者对系统进行无功补偿的时间，在该时间对发电系统进行无功补偿，以达到控制功率因数的目的，通过实时调整光伏逆变器、储能变流器以及预设无功补偿设备对系统的无功补偿的时间，使三者可以有序的协同工作，避免了过度使用单一设备进行无功补偿或无序使用系统内的设备对系统无功补偿的情况，提升了系统内无功补偿设备、光伏逆变器以及储能变流器的使用寿命，提高了系统的经济性。
可选的，在上述实施例的基础上，该方法还包括：在预设时间段内，停止所述储能变流器和所述光伏逆变器对所述系统进行的无功补偿，并控制所述预设无功补偿设备对所述系统进行无功补偿，以使在所述预设时间段内，将功率因数维持在预设范围内，其中，所述预设时间段基于所述系统中光伏停止发出有功功率对应的时间段确定。
具体的，预设时间段可以设置为光伏停止发电的时间段，如19点至转天的5点，在该时间段内可以关闭储能变流器的无功补偿功能和光伏逆变器的无功补偿功能，由于夜间对无功功率的需求较小，可只开启预设无功补偿设备，将系统的功率因数维持在预设范围内，如维持在大于0.99且小于或等于1。这样设置的好处在于，由于国网对电网考核点的功率因数要求为平均功率因数，因此提升预设时间内的功率因数，可以降低白天光伏发电时，对无功功率的需求，从而降低了系统内设备对系统无功补偿的时间，延长了系统内设备的使用寿命。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种功率因数的控制装置的结构示意图。如图4所示，该装置包括：功率获取模块301、预测时间确定模块302、补偿时间确定模块303以及无功补偿模块304，其中：
功率获取模块，用于获取有功功率和无功功率，其中，所述有功功率包括当前瞬时有功功率和累计有功功率，所述无功功率包括当前瞬时无功功率和累计无功功率，所述累计有功功率基于预设时期内的瞬时有功功率确定，所述累计无功功率基于所述预设时期内的瞬时无功功率确定；
预测时间确定模块，用于根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间；
补偿时间确定模块，用于根据所述预测时间和预计光伏发电结束时间，确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，其中，所述第三时间早于所述第二时间，所述第二时间早于所述第一时间，所述预计光伏发电结束时间基于所述系统中光伏停止发电的历史时间确定；
无功补偿模块，用于在所述第一时间、所述第二时间以及所述第三时间中的至少一个时间，对所述系统进行无功补偿，以控制所述系统的功率因数大于所述预设阈值。
本发明实施例提供的功率因数的控制装置，利用获取到的有功功率和无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间，然后基于预计光伏发电结束时间和该预测时间，确定出光伏逆变器、储能变流器以及预设无功补偿设备，这三者开始进行无功补偿操作的时间，在该时间对发电系统进行无功补偿，以达到控制功率因数的目的，使光伏逆变器、储能变流器以及无功补偿设备协同工作，既能很好的完成无功补偿任务，达到了动态响应且连续的对系统进行无功补偿的效果，同时还降低了在光伏发电时段内因使用光伏逆变器对系统无功补偿，而影响光电转换效率的几率。
可选的，预测时间确定模块包括：
预测时长确定单元，用于根据预设阈值、所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于所述预设阈值的预测时长；
预测时间确定单元，用于根据所述预测时长和当前时间，确定所述功率因数等于所述预设阈值的预测时间。
可选的，预测时间确定模块包括：
预测功率因数确定单元，用于根据预设时长、所述有功功率和所述无功功率，确定所述预设时长内的预测的功率因数；
预测时间确定单元，用于基于所述功率因数和当前时间，确定所述功率因数等于预设阈值的预测时间。
可选的，补偿时间确定模块包括：
第一补偿时间确定单元，用于若所述预测时间早于或等于所述预计光伏发电结束时间，则确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项；
第二补偿时间确定单元，用于若所述预测时间晚于所述预计光伏发电结束时间，则确定所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间。
进一步的，所述确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，包括：基于当前瞬时有功功率和当前瞬时无功功率，确定第一目标功率因数与目标时间的对应关系；确定所述第一目标功率因数小于第一数值且大于第二数值对应的第一目标时间，并将所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间确定为所述第一目标时间；确定所述第一目标功率因数小于所述第二数值且大于第三数值对应的第二目标时间，并将所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间和所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间，确定为所述第二目标时间；确定所述第一目标功率因数小于所述第三数值且大于所述预设阈值对应的第三目标时间，并将所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间，确定为所述第三目标时间；其中，所述目标时间包括所述第一目标时间、所述第二目标时间和所述第三目标时间，所述第一数值大于所述第二数值，所述第二数值大于所述第三数值，所述第三数值大于所述预设阈值。
可选的，该装置还包括：
对应关系确定模块，用于基于当前瞬时有功功率和当前瞬时无功功率，确定第二目标功率因数与目标时间的对应关系；
第一停止时间确定模块，用于确定所述第二目标功率因数大于第三数值对应的第四目标时间，并将所述光伏逆变器停止对所述系统进行无功补偿的第四时间确定为所述第四目标时间；
第二停止时间确定模块，用于确定所述第二目标功率因数大于第二数值对应的第五目标时间，并将所述储能变流器停止对所述系统进行无功补偿的第五时间确定为所述第五目标时间，其中，所述第二数值大于所述第三数值；
其中，所述第四目标时间和所述第五目标时间属于所述目标时间。
可选的，该装置还包括：
设备控制模块，用于在预设时间段内，停止所述储能变流器和所述光伏逆变器对所述系统进行的无功补偿，并控制所述预设无功补偿设备对所述系统进行无功补偿，以使在所述预设时间段内，将功率因数维持在预设范围内，其中，所述预设时间段基于所述系统中光伏停止发出有功功率对应的时间段确定。
本发明实施例所提供的功率因数的控制装置可执行本发明任意实施例所提供的功率因数的控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图5示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备40的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图5所示，电子设备40包括至少一个处理器41，以及与至少一个处理器41通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)42、随机访问存储器(RAM)43等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器41可以根据存储在只读存储器(ROM)42中的计算机程序或者从存储单元48加载到随机访问存储器(RAM)43中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 43中，还可存储电子设备40操作所需的各种程序和数据。处理器41、ROM 42以及RAM 43通过总线44彼此相连。输入/输出(I/O)接口45也连接至总线44。
电子设备40中的多个部件连接至I/O接口45，包括：输入单元46，例如键盘、鼠标等；输出单元47，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元48，例如磁盘、光盘等；以及通信单元49，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元49允许电子设备40通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器41可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器41的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器41执行上文所描述的各个方法和处理，例如功率因数的控制方法。
在一些实施例中，功率因数的控制方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元48。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 42和/或通信单元49而被载入和/或安装到电子设备40上。当计算机程序加载到RAM 43并由处理器41执行时，可以执行上文描述的功率因数的控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器41可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行功率因数的控制方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
上述提供的计算机设备可用于执行上述任意实施例提供的功率因数的控制方法，具备相应的功能和有益效果。
实施例五
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行功率因数的控制方法，该方法可以应用于光储融合发电系统中，该系统包括光伏逆变器、储能变流器以及预设无功补偿设备，该方法包括：
获取有功功率和无功功率，其中，所述有功功率包括当前瞬时有功功率和累计有功功率，所述无功功率包括当前瞬时无功功率和累计无功功率，所述累计有功功率基于预设时期内的瞬时有功功率确定，所述累计无功功率基于所述预设时期内的瞬时无功功率确定；
根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间；
根据所述预测时间和预计光伏发电结束时间，确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，其中，所述第三时间早于所述第二时间，所述第二时间早于所述第一时间，所述预计光伏发电结束时间基于所述系统中光伏停止发电的历史时间确定；
在所述第一时间、所述第二时间以及所述第三时间中的至少一个时间，对所述系统进行无功补偿，以控制所述系统的功率因数大于所述预设阈值。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
上述提供的计算机设备可用于执行上述任意实施例提供的功率因数的控制方法，具备相应的功能和有益效果。
值得注意的是，上述功率因数的控制装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种功率因数的控制方法，其特征在于，应用于光储融合发电系统，所述系统包括光伏逆变器、储能变流器以及预设无功补偿设备，所述方法包括：
获取有功功率和无功功率，其中，所述有功功率包括当前瞬时有功功率和累计有功功率，所述无功功率包括当前瞬时无功功率和累计无功功率，所述累计有功功率基于预设时期内的瞬时有功功率确定，所述累计无功功率基于所述预设时期内的瞬时无功功率确定；
根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间；
根据所述预测时间和预计光伏发电结束时间，确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，其中，所述第三时间早于所述第二时间，所述第二时间早于所述第一时间，所述预计光伏发电结束时间基于所述系统中光伏停止发电的历史时间确定；
在所述第一时间、所述第二时间以及所述第三时间中的至少一个时间，对所述系统进行无功补偿，以控制所述系统的功率因数大于所述预设阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间，包括：
根据预设阈值、所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于所述预设阈值的预测时长；
根据所述预测时长和当前时间，确定所述功率因数等于所述预设阈值的预测时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间，包括：
根据预设时长、所述有功功率和所述无功功率，确定所述预设时长内的预测的功率因数；
基于所述功率因数和当前时间，确定所述功率因数等于预设阈值的预测时间。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述预测时间和预计光伏发电结束时间，确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，包括：
若所述预测时间早于或等于所述预计光伏发电结束时间，则确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项；
若所述预测时间晚于所述预计光伏发电结束时间，则确定所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，包括：
基于当前瞬时有功功率和当前瞬时无功功率，确定第一目标功率因数与目标时间的对应关系；
确定所述第一目标功率因数小于第一数值且大于第二数值对应的第一目标时间，并将所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间确定为所述第一目标时间；
确定所述第一目标功率因数小于所述第二数值且大于第三数值对应的第二目标时间，并将所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间和所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间，确定为所述第二目标时间；
确定所述第一目标功率因数小于所述第三数值且大于所述预设阈值对应的第三目标时间，并将所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间，确定为所述第三目标时间；
其中，所述目标时间包括所述第一目标时间、所述第二目标时间和所述第三目标时间，所述第一数值大于所述第二数值，所述第二数值大于所述第三数值，所述第三数值大于所述预设阈值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
基于当前瞬时有功功率和当前瞬时无功功率，确定第二目标功率因数与目标时间的对应关系；
确定所述第二目标功率因数大于第三数值对应的第四目标时间，并将所述光伏逆变器停止对所述系统进行无功补偿的第四时间确定为所述第四目标时间；
确定所述第二目标功率因数大于第二数值对应的第五目标时间，并将所述储能变流器停止对所述系统进行无功补偿的第五时间确定为所述第五目标时间，其中，所述第二数值大于所述第三数值；
其中，所述第四目标时间和所述第五目标时间属于所述目标时间。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在预设时间段内，停止所述储能变流器和所述光伏逆变器对所述系统进行的无功补偿，并控制所述预设无功补偿设备对所述系统进行无功补偿，以使在所述预设时间段内，将功率因数维持在预设范围内，其中，所述预设时间段基于所述系统中光伏停止发出有功功率对应的时间段确定。
8.一种功率因数的控制装置，其特征在于，配置于光储融合发电系统，所述系统包括光伏逆变器、储能变流器以及预设无功补偿设备，所述装置包括：
功率获取模块，用于获取有功功率和无功功率，其中，所述有功功率包括当前瞬时有功功率和累计有功功率，所述无功功率包括当前瞬时无功功率和累计无功功率，所述累计有功功率基于预设时期内的瞬时有功功率确定，所述累计无功功率基于所述预设时期内的瞬时无功功率确定；
预测时间确定模块，用于根据所述有功功率和所述无功功率，确定功率因数等于预设阈值的预测时间；
补偿时间确定模块，用于根据所述预测时间和预计光伏发电结束时间，确定所述光伏逆变器开始对所述系统进行无功补偿的第一时间、所述储能变流器开始对所述系统进行无功补偿的第二时间以及所述预设无功补偿设备开始对所述系统进行无功补偿的第三时间中的至少一项，其中，所述第三时间早于所述第二时间，所述第二时间早于所述第一时间，所述预计光伏发电结束时间基于所述系统中光伏停止发电的历史时间确定；
无功补偿模块，用于在所述第一时间、所述第二时间以及所述第三时间中的至少一个时间，对所述系统进行无功补偿，以控制所述系统的功率因数大于所述预设阈值。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的功率因数的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的功率因数的控制方法。
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|---|---|---|---|---|
| CN116520015A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-08-01 | 广东鹰视能效科技有限公司 | 一种月度平均功率因数预警方法及系统 |
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