并网型光伏电站无功电压控制方法及系统

专利类型：发明专利 

语 言：中文 

申 请 号：CN201310611959.4 

申 请 日：20131126 

发 明 人：周林晁阳廖波郭珂刘强杨明张密郑光辉 

申 请 人：重庆大学 

申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号 

公 开 日：20151118 

公 开 号：CN103580030B 

代 理 人：赵荣之 

代理机构：北京同恒源知识产权代理有限公司 11275 

摘　　要：本发明公开了一种并网型光伏电站无功电压控制方法及系统，采用一种光伏电站三层无功功率控制策略，该策略协调无功补偿装置与光伏发电单元之间及单个光伏发电单元逆变器之间的无功输出。在该控制策略下，对电网提供无功电压支撑，光伏电站能够更有效的调节电网电压，在维持电网电压在要求范围的前提下，电网有功、无功损耗最小。并结合光伏阵列降功率运行策略，在光伏电站无功输出能力一定的前提下，确保电网的稳定运行。解决了大规模光伏电站接入电网引起的并网点电压越限问题，增大光伏在电网中的渗透率，提高电网电压的稳定运行。 

主 权 项：并网型光伏电站无功电压控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：获取并网点电压U并通过Q(U)策略算法输出光伏电站无功给定值Q^*；S2：将光伏电站无功给定值Q^*和无功补偿装置SVG的最大无功输出Q_cmax通过减法器处理并输出光伏系统无功给定值S3：计算光伏系统内部各光伏发电单元并网点处的无功灵敏度及灵敏度总和；所述无功灵敏度按以下灵敏度方程计算：$\left|\begin{array}{c}\Delta \delta \\ \Delta V\end{array}\right|=\left|\begin{array}{cc}{S}_{\delta P}& S_{\delta Q}\\ S_{VP}& S_{VQ}\end{array}\right|.\left|\begin{array}{c}\Delta P\\ \Delta Q\end{array}\right|$其中，△Q表示光伏发电单元无功输出变化量，△P表示光伏发电单元有功输出变化量，△δ表示并网点电压相角变化量，△V表示并网点电压幅值变化量，S_δP表示光伏发电单元有功输出对并网点电压相角的灵敏度，S_δQ表示光伏发电单元无功输出对并网点电压相角的灵敏度，S_VP表示光伏发电单元有功输出对并网点电压幅值的灵敏度，S_VQ表示光伏发电单元无功输出对并网点电压幅值的灵敏度；S4：通过无功灵敏度及灵敏度总和计算各光伏发电单元的无功给定值加权系数；光伏发电单元的无功给定值加权系数按以下公式计算：${\lambda }_i=\frac{S_{VQi}}{\underset{i=1}{\overset{m+n}{\Sigma }}{S}_{VQi}},$其中，λ_i为光伏发电单元的无功给定值加权系数；S_VQi表示第i个光伏发电单元无功输出对并网点电压幅值的灵敏度；m表示每回集电线路并联光伏发电单元个数，n表示光伏电站中集电线路的回数；S5：通过光伏发电单元的无功给定值加权系数和光伏系统无功给定值计算出各光伏发电单元的光伏发电单元无功给定值所述光伏发电单元无功给定值根据以下公式计算：$Q_{pvi}^{*}={\lambda }_i{Q}_{pv}^{*},$所述灵敏度方程中的参数按以下电力系统稳态运行的潮流方程和牛顿—拉夫逊法方程确定：其中，电力系统稳态运行的潮流方程为：$P_i=\left|U_i\right|\underset{j=1}{\overset{p}{\Sigma }}\left|U_j\right|\left|Y_{ij}\right|cos({\theta }_{ij}-{\delta }_i+{\delta }_j)$$Q_i=-\left|U_i\right|\underset{j=1}{\overset{p}{\Sigma }}\left|U_j\right|\left|Y_{ij}\right|\sin ({\theta }_{ij}-{\delta }_i+{\delta }_j),$其中，P_i表示电力系统中第i个节点处有功注入量，Q_i表示电力系统中第i个节点处无功注入量，U_i表示电力系统中第i个节点电压幅值大小，U_j表示电力系统中第j个节点电压幅值大小，Y_ij表示电力系统中第i个节点到第j个节点之间的导纳，θ_ij表示电力系统中第i个节点到第j个节点之间的电压相位差，δ_i表示电力系统中第i个节点处电压的相角，δ_j表示电力系统中第j个节点处电压的相角；p为电力系统中的节点个数；其中，牛顿—拉夫逊法方程为：$\left|\begin{array}{c}\Delta P\\ \Delta Q\end{array}\right|=\left|\begin{array}{cc}\frac{\partial P}{\partial \delta }& \frac{\partial P}{\partial V}\\ \frac{\partial Q}{\partial \delta }& \frac{\partial Q}{\partial V}\end{array}\right|·\left|\begin{array}{c}\Delta \delta \\ \Delta V\end{array}\right|$其中，表示光伏发电单元有功输出对并网点电压相角求偏导；表示光伏发电单元有功输出对并网点电压幅值求偏导；表示光伏发电单元无功输出对并网点电压幅值求偏导；表示光伏发电单元无功输出对并网点电压相角求偏导；S6：计算单个光伏发电单元的各逆变器无功极限值及其总和；S7：通过各逆变器无功极限值及总和计算出各逆变器无功给定值加权系数；S8：通过各逆变器无功给定值加权系数和光伏发电单元无功给定值计算各逆变器无功给定值 

关 键 词： 

法律状态：授权 

IPC专利分类号：H02J3/16(2006.01)I;H02J3/38(2006.01)I