[发明专利]一种用于水光互补电站的无功控制方法

说明书

一种用于水光互补电站的无功控制方法，用于水光互补电站的并网点电压控制，其无功支撑通过水电机组和光伏逆变器共同实现。当并网点电压波动时，水电机组励磁系统惯性相对较大，励磁有滞后，存在无功响应偏差，将该偏差作为光伏逆变器无功给定，来补偿该无功响应偏差。待水电机组励磁系统调节完成，光伏逆变器无功输出逐渐减小，并网点电压主要靠水电励磁系统控制。水光互补电站并网点电压采用闭环调节方式，为防止水电机组和光伏逆变器频繁动作，对并网点电压偏差量进行死区范围设定，若超出设定的死区范围，则电压闭环控制有效。同时，为了提高并网点电压环的响应速度，以水光互补电站的无功损耗作为补偿，得到最终无功功率整定值。

技术领域

本发明涉及一种用于水光互补电站的控制方法。

背景技术

光伏发电是利用太阳能电池板将光能转化为电能的一种发电方式，由于受昼夜、季节、天气等因素的影响较大，其发电出力具有随机性、波动性和间歇性。大容量的光伏电站直接并入电网，易对电力系统的稳定运行产生不利影响。然而，如果将光电送入水电站，由于水电站的水库库容大，调节能力强，水电机组启动迅速、调节灵活、负荷响应快，对光电出力的进行实时补偿，便可以平抑光电的波动、随机性出力，保证上网光电的质量满足电网的要求。同时，由于水电站受季节影响较大，每年4月到9月丰水期水电站运行效率较高，而10月到第二年的3月多为枯水期，电力系统运行较慢，导致的长期低效率运行。因此水电站接入光伏系统，也是对水电站的互补优化。采取水电白天蓄水，夜间发电，利用光伏发电在日间发电，将光伏发电与水电站进行完美结合，水电以调节库容补偿光电，光电以电量支撑调节库容进而补偿光电，调整电力系统的发电效率，确保各时段电力系统运行稳定。

现有的水光互补协调控制策略中，无功控制大多利用水电站的水轮发电机组的励磁系统调节，没有充分结合电源本身的惯性特性进行最优控制。

CN 104617602 A《水光互补协调控制系统》提出一种水光互补协调控制系统，能够使用AGC、AVC控制技术实现光伏电站和水电站的联合运行互补协调。其中关于无功控制方法，仅提及调节光伏电站的无功调节设备和/或水电站的水轮发电机组的励磁，但未提及具体是调节光伏电站的哪些设备，和如何调节、如何进行无功分配控制等。CN 106549421 A《一种水电与光电多目标优化设计与协调控制方法》提出了一种水电和光电多目标优化设计与协调控制方法，但未提及具体的无功控制相关的内容和方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提出一种用于水光互补电站的无功控制方法。

本发明在达到同样控制目标的情况下，充分利用电源自身特性优势，降低系统控制成本和提高控制响应性能，进而保证电网电压稳定。

本发明的技术方案如下：

本发明用于水光互补电站的无功控制方法，通过水电机组和光伏逆变器共同实现对水光互补电站的并网点电压控制。当并网点电压波动时，水电机组励磁系统惯性相对较大，励磁有滞后，存在无功响应偏差。控制时将该无功响应偏差作为光伏逆变器无功给定，来补偿水电机组励磁系统的短暂滞后。待水电机组励磁系统调节完成，并网点电压主要依靠水电励磁系统控制。本发明对水光互补电站并网点电压采用闭环调节方式，根据水光互补电站要求的并网点电压控制偏差指标，对电压偏差量进行死区范围设定，若并网点电压偏差量超出设定的死区范围，则电压闭环控制有效，否则电压偏差输出为零。为了提高并网点电压环的响应速度，以水光互补电站的无功损耗：送出线路损耗、内部集成电路损耗、变压器损耗等作为补偿，得到最终无功功率整定值。在对光伏电站的光伏逆变器无功分配时，优先采用等功率因数法对各台光伏逆变器进行无功分配。

本发明的具体控制方法如下：