[发明专利]基于无功消耗的光伏电站无功补偿优化配置控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于无功消耗的光伏电站无功补偿优化配置控制方法。

背景技术

光伏电站采用光伏组件发电，经逆变、升压后，送入电网。光伏电站的运行，是在光照达到一定强度时，通过控制系统自动实现并网后，开始输出有功功率，其输出的有功功率，与地域、环境等因素有关，随光照强度、温度变化，其发出的有功功率随着时间变化大范围波动，同时消耗的无功功率也将动态变化。

光伏电站要求配置一定容量的无功补偿装置，配置的容量大小一般与电站的设计容量成一定比例，无功补偿装置的控制方法参照普通变电站无功补偿控制方法，根据电压和功率因数要求，控制投入的无功功率大小。

通常，无功补偿装置采用以下三种方式实现：

1)固定电容器FC。电容器可以补偿固定容量的无功，一般采用机械开关或晶闸管开关控制其投切。实际中，采用将电容器分组，根据控制判据发出各电容器分组的投切指令。

其特点是：结构简单，造价低，补偿容量固定，每次投入或其切除一个分组。缺点是补偿容量受电网电压影响，当电网电压较低时，补偿容量明显下降，动态跟踪补偿性能差。

2)静止无功补偿器SVC。SVC静止无功补偿器（Static Var Compensator）是一种基于电力电子技术的无功功率快速连续调节装置。其基本电路结构为TCR，通常采用两个反并联晶闸管控制的电抗器与一组或多组固定电容器FC并联，构成双向无功补偿装置，通过控制晶闸管的触发角，可以使TCR支路成为一个连续可调电抗器，从而连续调节投入系统的无功功率。

主要缺点是：产生较大的谐波，补偿容量受电网电压的影响，造价比较高，优点是可以连续调节补偿无功功率。

3)静止无功发生器SVG。SVG静止无功发生器(Static Var Generator)，它将PWM控制的电压源逆变器并联接入电网，不需要大容量的电容、电感等储能元件，相当于一个无功电流源，其无功电流值不受系统电压的影响，可在系统电压较低的条件下提供无功支持，快速进行无功补偿，具有谐波含量少、控制能力强、同容量下占地面积小等优点，相对造价高，控制复杂。

发明内容

本发明专利的目的是结合光伏电站运行特点，提出一种根据光伏电站无功消耗容量进行无功补偿容量优化配置控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种基于无功消耗的光伏电站无功补偿优化配置控制方法，该方法包括静态无功补偿控制的步骤、以检测并网的肯定条件进行动态无功补偿控制的步骤。其控制原理方法如图5所示。

所述静态无功补偿控制的步骤中，采用固定容量的电容器补偿；将静态无功补偿的固定电容器，安装在光伏电站升压变压器的低压侧；固定电容器补偿装置的控制方式采用长期投入。

所述动态无功补偿控制的步骤中，采用具有动态无功补偿功能的无功补偿装置，即静止无功补偿器SVC或静止无功发生器SVG；将动态无功补偿装置SVC或SVG，安装在升压变压器的高压侧；并根据光伏电站运行分析，提出基于动态无功消耗的补偿控制策略。

所述基于动态无功消耗的补偿控制策略包括电压、电流测量的步骤、消耗无功功率计算的步骤、动态补偿控制的步骤。

本发明的有益效果是，

1、投资经济性与补偿效果

如果光伏电站采用传统固定电容器进行无功补偿，虽然节省投资，但是因为光伏电站发电功率动态变化，无法实现动态跟踪，影响补偿效果。完全采用动态补偿装置，则控制复杂，造价也很高。采用本专利的优化配置及控制方法，虽然会增加部分初始投资，但能收到很好的控制效果。

2、运行经济性

在光照不足时，光伏电站处于非并网状态，总体来说光伏电站一年中有将近50％的时间是处于这种状态。在这种情况下，电站相对电网属于负载，静态无功补偿设备可以提供送出线路和变压器的无功消耗，实现电网无功分层就地补偿的原则，同时降低电站运行费用。

光伏电站采用提出无功补偿优化配置，则固定电容器只需全部投入即可，操作简单，同时减小了动态无功补偿装置的容量配置，这样既节省投资、同时补偿效果好，并且可以降低运行费用，实现经济运行。

附图说明

图1是光伏电站静态补偿结构图。

图2是光伏电站动态补偿结构图。

图3是基于动态无功消耗的补偿控制策略图。

图4是光伏电站无功补偿总体结构图。

图5是本发明无功补偿控制图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。