[发明专利]基于逆变器混合响应的光伏电站无功电压控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于逆变器混合无功响应的光伏电站无功电压控制系统及方法，控制系统包括上层AVC控制系统和下层就地控制器，在光伏电站监控中心安装AVC系统，在光伏逆变器处安装就地控制器，就地控制器通过光伏电站内部通讯网络与AVC系统相连接，上层AVC控制系统通过控制光伏逆变器响应光伏电站秒级无功需求，下层就地控制器通过控制逆变器抑制光伏电站毫秒级电压波动。本发明将光伏电站中逆变器划分为稳态无功型光伏逆变器和暂态无功型光伏逆变器，通过AVC系统的协调控制可以实现采用光伏逆变器进行光伏电站秒级稳态无功电压控制和毫秒级暂态电压波动抑制的功能。本发明有效解决光伏电站内小幅度冲击性无功需求和大幅度波动性无功需求之间的控制难题。

技术领域

本发明涉及一种光伏电站无功电压控制技术领域，具体涉及一种基于逆变器混合响应的光伏电站无功电压控制系统及方法。

背景技术

目前实际运行中光伏电站大都按照电网公司要求配置光伏电站装机容量20％～30％的动态无功补偿装置(SVG)，光伏电站中无功电压控制系统通过控制SVG来达到调度机构要求的控制目标。这种技术方案没有利用光伏逆变器的无功调节能力，额外配置的SVG增加了大量的建设成本和后期运维成本。

有众多专利和文献针对光伏电站采用逆变器和SVG联合调节稳态无功电压和单独使用光伏逆变器调节稳态无功电压进行了研究，这些专利的核心思想是通过直接采集调度下发的光伏电站无功功率目标值或者将调度下发的光伏电站并网点电压值转化为光伏电站输出无功功率值，再采用无功分配算法将无功功率分配给电站中光伏逆变器和SVG，无功功率分配算法包括SVG优先算法、依据无功电压灵敏度分配算法、粒子群算法、多目标动态优化算法等。有专利针对光伏电站采用逆变器和SVG联合调节稳态和暂态无功电压进行了研究，与上述专利的核心思想区别在于无功分配算法，采用逆变器优先的无功分配算法，使SVG无功运行点在0MVar附近，一旦电压跌落时SVG可以增加其发出的无功以提高电压，也可以在电压过高时增加其吸收的无功以降低电压。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种基于逆变器混合无功响应的光伏电站无功电压控制系统及方法，本发明将光伏电站中逆变器划分为稳态无功型光伏逆变器和暂态无功型光伏逆变器，通过AVC系统的协调控制可以实现采用光伏逆变器(不附加SVG)进行光伏电站秒级稳态无功电压控制和毫秒级暂态电压波动抑制的功能。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于逆变器混合无功响应的光伏电站无功电压控制系统，包括光伏电站、光伏电站监控中心以及与光伏逆变器，所述光伏逆变器位于光伏电站汇集支路中，所述光伏逆变器与光伏电站监控中心连接，所述光伏电站汇集支路均连接与光伏电站汇流母线处，其改进之处在于，所述控制系统采用双层控制结构，包括上层AVC控制系统和下层就地控制器；所述上层AVC控制系统安装在光伏电站监控中心中，所述上层AVC控制系统包括AVC系统，在所述光伏逆变器处安装就地控制器，所述就地控制器通过光伏电站内部通讯网络与AVC系统相连接；所述光伏电站汇集支路中的光伏逆变器根据与光伏电站汇流母线处的距离划分为稳态无功型光伏逆变器和暂态无功型光伏逆变器。

进一步地，所述上层AVC控制系统用于接受调度下发的光伏电站并网点控制目标值，根据光伏电站并网点处的控制目标计算出光伏电站逆变器总无功出力目标值、为每台光伏逆变器分配应发的无功功率，并协调控制光伏电站中不同类型光伏逆变器的无功出力。

进一步地，将光伏电站各汇集支路中距离汇流母线距离近的光伏逆变器划分为稳态无功型光伏逆变器，将距离汇流母线距离远的光伏逆变器划分为暂态无功型光伏逆变器；所述稳态无功型光伏逆变器承担光伏电站中时间尺度为秒级的大幅度波动性无功需求，暂态无功型光伏逆变器承担光伏电站中时间尺度为毫秒级的小幅度冲击性无功需求；距离近指的是各汇集支路中从首端算起1/2～2/3数量的光伏逆变器；距离远指的各汇集支路中从末端算起1/3～1/2数量的光伏逆变器。