[发明专利]一种具有无功自补偿风光互补发电控制方法及系统

权利要求书

1.一种具有无功自补偿风光互补发电控制方法，其特征在于，将风力发电系统和光伏发电系统通过断路器连接在35kV配电装置上，35kV配电装置通过升压站连接到电网上，利用风力发电系统对其本身发电机及风力箱式变压器无功消耗进行无功补偿，利用光伏发电系统对升压站部分及光伏箱式变压器的无功消耗进行无功补偿，控制过程包括以下几个步骤：

步骤1：利用光伏发电系统控制单元采集升压站主变出口侧的电压与电流信号以及光伏发电系统的箱式变压器低压侧的电压与电流信号，利用风力发电系统的控制单元采集风力箱式变压器的电压与电流信号；

步骤2：利用谐波和无功电流检测模块对步骤1获得的电压与电流信号进行无功电流与有功电流信号计算；

所述无功电流与有功电流信号包括风力发电系统的无功电流与有功电流信号以及升压站的无功电流与有功电流信号；

步骤3：将步骤2获得升压站的无功电流和有功电流信号按照光伏发电系统中光伏阵列单元数量进行平均分配，获得升压站无功电流和有功电流信号均值；

步骤4：依据无功电流与有功电流进行双闭环控制，实现无功自补偿的风光互补控制；

利用风力发电系统的无功电流与有功电流信号对风力发电系统进行双闭环控制；

利用升压站无功电流和有功电流信号均值对光伏发电系统采用电压和电流双闭环控制；

所述双闭环控制是指电压外环和电流内环，外环和内环的控制均采取PI控制算法，在有功电流信号中并入无功电流信号，将合成信号经过A/D转化器转化为数字信号供控制单元调节脉冲宽度调制波占空比，其中，无功电流检测采取瞬时无功法。

2.根据权利要求1所述的一种具有无功自补偿风光互补发电控制方法，其特征在于，所述风力发电系统中采用最大风能转化控制方法进行发电控制，具体过程如下：

1)根据风力发电原理，获得一定风速下，输出功率P_风与ω之间的关系，ω为风力发电机转速；

2)根据风力机输出功率P_风与风力发电机转速ω的关系，使用比较控制法改变风力发电机控制装置TMS320LF2407脉冲宽度调制波占空比，实现风机发电机的转速调节，直至ΔP_风＝0。

3.根据权利要求2所述的一种具有无功自补偿风光互补发电控制方法，其特征在于，所述比较控制法改变风力发电机控制装置TMS320LF2407脉冲宽度调制波占空比的具体步骤如下：

首先，令风力发电系统进入初始状态，风力发电系统开始工作，通过风力电压和电流采样电路采集风力发电系统中的箱式变压器上的电压和电流，计算t时刻的输出功率P_风(t)：

其次，与上时刻t-Δt时的输出功率P_风(t-Δt)比较：

如果P_风(t)＝P_风(t-Δt)，则保持风力发电机转速设定值ωref不变；

如果P_风(t)≠P_风(t-Δt)，则判断风速大小：

如若V_风(t)＝V_风(t-Δt)，则判断P_风(t)是否大于P_风(t-Δt)，若P_风(t)>P_风(t-Δt)，则增大ωref；若P_风(t)<P_风(t-Δt)，则减小ωref；

如若V(t)≠V(t-Δt)，当V_风(t)>V_风(t-Δt)，则增大ωref；否则，当V_风(t)<V_风(t-Δt)，改变调节方向，减小ωref，如此循环，使风力机输出功率P_风工作在最大功率点。