一种光伏电站avc控制方法
一种光伏电站avc控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏电站无功补偿技术领域，尤其涉及光伏电站AVC控制方法。
【背景技术】
[0002]太阳能发电近年来在国家的大力扶持下获得了巨大的发展，由于太阳能发电的随机性、间歇性的特点，造成电网运行调度的困难和复杂化，对电网的安全稳定运行造成了很大影响，因此电网调度机构迫切需要实现光伏电站运行的实时监控。而AVC(自动电压控制)技术作为光伏电站的新系统，对光伏电站电压有着至关重要的影响。
[0003]光伏发电的快速发展，给电网带来了巨大挑战，使得电网需考虑大规模光伏接入电网的背景下，如何实现光伏电站输出的功率控制至关重要。
[0004]光伏发电的随机波动性，增加了电网运行控制的难度，降低电网运行经济性。对于一个由数十台甚至上百台具有无功调节能力的逆变器，其无功控制的关键在于如何协调光伏电站无功控制与逆变器控制之间的关系。由于光伏电站机组容量相对较小，单台逆变器无功调节难以实现对系统电压的支撑，也难以满足相关规程要求。因此，光伏电站的无功功率调节问题必然牵涉到众多逆变器组及无功补偿设备的联合调节。如何协调控制每台逆变器及无功补偿设备的无功输出，使得光伏电站并网点的无功输出满足系统负荷变化，抑制由负荷变化引起的母线电压波动，抵御由局部电网故障造成的控制点电压跌落，维持光伏电站接入区域电网电压稳定问题备受关注。
[0005]目前主流的控制方案如下:光伏站AVC系统接收到调度中心主站下发的并网点母线电压指令后，AVC子站结合当前站内运行工况，计算出电压达标所需的无功量，根据逆变器有限，SVC或者SVG等无功补偿设备次之，再提示调节或直接调节主变的顺序进行控制。目前按照各逆变器等功率因数的分配策略将无功分配给各逆变器，若逆变器发出的无功不能满足电压调控要求，则再将无功指令下发给无功补偿设备，使光伏电站母线电压维持在调度中心下达的指令附近。
[0006]但目前这种方案在实际应用中存在以下问题:一、按照功率因数的分配策略，在一个指令周期内(目前已接入的各级调度，一般5分钟下发一个指令，在一个指令周期内，太阳能电池板受光照强度影响，有功变化频繁，这时会存在输出指令变化频繁的情况(一般是15-30S，根据计算出的的无功增量，单次或逐步下发给逆变器)；二、个别逆变器存在无功输出不准，或者故障不能输出无功的情况，造成本次调节误差。
[0007]总而言之，目前光伏电站AVC调节的电压合格率普遍偏低。
【发明内容】
[0008]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种光伏电站AVC控制方法。
[0009]本发明提出的一种光伏电站AVC控制方法，实时计算逆变器和无功补偿装置的控制误差，在电压无功调节过程中引入控制误差补偿和状态预估技术，通过逐步减小光伏电站无功源的输出和控制目标之间的稳态误差的方式进行无功控制；具体包括以下步骤:
[0010]S1、获取光伏电站逆变器及无功补偿装置的实时状态数据和运行状态信息以及升压站电气量信息；
[0011]S2、接收母线电压控制指令，获得无功目标；并结合站内光伏逆变器的电压无功灵敏度、无功补偿装置的电压无功灵敏度、并网点的电压无功灵敏度，生成无功增量；
[0012]S3、计算可控逆变器数量及逆变器可控裕度，并计算可控无功补偿设备可控裕度；
[0013]S4、根据无功增量分配无功控制目标，根据无功控制目标生成无功控制指令，并下发给可控逆变器及可控无功补偿设备；
[0014]S5、判断无功目标是否达到；
[0015]S51、当无功目标达到，则结束本轮控制，回归S2 ;
[0016]S6、当无功目标未达到，则根据无功控制目标和当前无功实际值计算逆变器和无功补偿设备控制偏差，并生成无功校正目标值下发给当前可控逆变器和当前可控无功补偿设备；
[0017]S7、判断无功目标是否达到，如果达到，则结束本轮控制，回归S2 ;如果没有达到，则回归S6。
[0018]本发明接收无功目标后，能结合当前无功实际值，协调场内各无功源，快速跟随主站下发的无功目标进行无功控制。本发明能合理分配逆变器、无功补偿装置的无功出力均衡，保证光伏电站设备安全稳定运行的前提下，实现动态的连续调节以控制并网点电压，满足电网电压的要求。
[0019]优选地，步骤S4具体包括以下步骤:
[0020]S41、将无功增量与逆变器可控裕度总值比较；
[0021]S42、当无功增量小于或等于逆变器可控裕度总值，则控制逆变器释放无功裕度；
[0022]S43、当无功增量大于逆变器可控裕度总值，则控制逆变器释放所有的无功裕度，然后通过无功补偿设备进行无功补偿。
[0023]本发明首先充分利用逆变器进行无功补偿，当仅靠逆变器的无功容量不能满足无功增量需要时，再控制调节无功补偿装置进行无功补偿。层次性强，分工明确，有利于提高无功调节的精确性。
[0024]优选地，步骤S42具体为:选择当前可控逆变器组内的多台逆变器，被选择的逆变器组释放所有无功裕度；如果达到无功目标，则结束控制；如果无功目标未达到，则计算当前被选择参与无功控制的逆变器总无功，并与无功增量生成偏差值，将偏差值与当前可控逆变器的无功裕度比较，如果偏差值小于当前可控逆变器的无功裕度，通过控制逆变器释放无功裕度进行无功补偿。
[0025]优选地，如果偏差值小于当前可控逆变器的无功裕度，通过控制逆变器释放无功裕度进行无功补偿的方式如下:若偏差值小于或等于一台逆变器的可控无功裕度，则随机选择一台逆变器释放无功裕度；若偏差值大于一台逆变器的可控无功裕度，则继续随机选择一台逆变器释放无功裕度，直至偏差值消除完成。
[0026]本发明在对逆变器进行无功裕度释放时，结合了状态预估技术，首先选择一部分逆变器释放无功裕度，然后根据偏差值，再对可控逆变器进行逐一释放无功裕度。如此，既避免了传统的逐一调节无功功率效率低下的问题，又避免了一次释放无功裕度过多，导致超量补偿无功功率的问题。
[0027]优选地，判断无功目标是否达到的方式为:根据当前母线目标电压与当前母线电压之间的电压差值，进行判断。
[0028]优选地，无功补偿设备包括SVG和SVC。
[0029]优选地，步骤SI中的电气量信息至少应包括升压站主变高低压侧母线电压、主变高低压侧有功功率和无功功率、变压器档位。电气量信息收集的越全面，越有利于对电网状态的精确判断。
[0030]本发明通过改变逆变器的分配方式、实时计算逆变器和无功补偿装置的控制误差，在电压无功调节过程中引入控制误差补偿和状态预估技术。通过对逆变器和无功补偿装置无功电压控制目标的误差补偿处理，使光伏电站无功出力的输出和无功控制目标之间的稳态误差逐步减小，直到达到无功控制目标，有利于提高电压调节合格率。通过状态估计来修正控制目标，整个电压控制过程中，安全性和稳定性得以提高，提高了并网点电压安全运行水平。
【附图说明】
[0031]图1为本发明提出的一种光伏电站AVC控制方法流程图；
[0032]图2为本发明提出的一种光伏电站AVC控制方法局部流程图。
【具体实施方式】
[0033]本发明提出的一种光伏电站AVC控制方法，实时计算逆变器和无功补偿装置的控制误差，在电压无功调节过程中引入控制误差补偿和状态预估技术，通过逐步减小光伏电站无功源的输出和控制目标之间的稳态误差的方式进行无功控制。
[0034]本发明接收无功目标后，能结合当前无功实际值，协调场内各无功源，快速跟随主站下发的无功目标，首先充分利用逆变器进行无功补偿，当仅靠逆变器的无功容量不能满足无功增量需要时，再控制调节无功补偿装置进行无功补偿。
[0035]本发明能合理分配逆变器、无功补偿装置的无功出力均衡，保证光伏电站设备安全稳定运行的前提下，实现动态的连续调节以控制并网点电压，满足电网电压的要求。
[0036]参照图1，本发明提供的光伏电站AVC控制方法具体步骤如下:
[0037]S1、获取光伏电站逆变器及无功补偿装置的实时状态数据和运行状态信息以及升压站电气量信息，以便实时了解电网状态，便于后续对光伏电站的精确控制。电气量信息至少应包括升压站主变高低压侧母线电压、主变高低压侧有功功率和 无功功率、变压器档位。电气量信息收集的越全面，越有利于对电网状态的精确判断。
[0038]S2、接收母线电压控制指令，生成无功目标；结合站内光伏逆变器的电压无功灵敏度、无功补偿装置的电压无功灵敏度、并网点的电压无功灵敏度，生成无功增量。
[0039]无功增量为无功目标与当前无功实际值的差值，当前无功实际值根据逆变器的电压无功灵敏度、无功补偿装置的电压无功灵敏度、并网点的电压无功灵敏度进行计算。
[0040]对无功灵敏度的统计，可以为后续的无功控制奠定基础，避免由于灵敏度的原因，导致无功指令执行不到位，从而出现意料之外的误差。
[0041 ] S3、计算可控逆变器数量及逆变器可控裕度，并计算可控无功补偿设备可控裕度。如此，可实时掌握站内可控无功出力，避免盲目的无功调节。
[0042]S4、根据无功增量分配无功控制目标，根据无功控制目标生成无功控制指令，并下发给可控逆变器及可控无功补偿设备。
[0043]参照图2，步骤S4具体可分为以下几步执行:
[0044]S41、将无功增量与逆变器可控裕度总值比较。
[0045]S42、当无功增量小于或等于逆变器可控裕度总值，表示所需无功增量可由逆变器承担，则控制逆变器释放无功裕度以提供无功功率。具体地，选择当前可控逆变器组内的多台逆变器，被选择的逆变器组释放所有无功裕度，未被选择的逆变器组保持当前工况不动，如果达到无功目标，则结束本轮控制回归步骤S2 ;如果无功目标未达到，则计算统计当前被选择参与无功控制的逆变器组总无功，并与无功增量生成偏差值，将偏差值与当前可控逆变器的无功裕度比较，如果偏差值小于当前可控逆变器的无功裕度，通过控制逆变器释放无功裕度进行无功补偿。
[0046]以上步骤中，如果偏差值小于当前可控逆变器的无功裕度，通过控制逆变器释放无功裕度进行无功补偿的方式如下:若偏差值小于或等于一台逆变器的可控无功裕度，即偏差值可由一台逆变器承担，则随机选择一台逆变器释放无功裕度以达到无功目标；若偏差值大于一台逆变器的可控无功裕度，则继续随机选择一台逆变器释放无功裕度，直至偏差值消除完成。
[0047]根据无功增量和设备可控无功裕度生成无功控制指令的过程中，应用到了状态预估技术，使得生成的无功控制指令更加具有针对性，有利于提高无功调节的效率。
[0048]S43、当无功增量大于逆变器可控裕度总值，则控制逆变器释放所有的无功裕度，然后通过无功补偿设备释放无功裕度进行无功补偿。如此，通过控制误差补偿，可逐步对无功电压进行调节，直至实现无功目标。
[0049]无功补偿设备包括SVG (Static Var Generator，静止无功发生器)和SVC (StaticVar Compensator，静止无功补偿装置)。
[0050]S5、判断无功目标是否达到。本发明中，在无功补偿装置和/或逆变器有无功输出动作后，根据当前母线目标电压与当前母线电压之间的电压差值，判断无功电压控制目标是否达到。
[0051]S51、如果无功目标达到，则结束本轮控制，回归S2，开始下一轮的无功控制。
[0052]S6、当无功目标未达到，则根据无功控制目标和当前无功实际值计算逆变器和无功补偿设备控制偏差，并生成无功校正目标值下发给当前可控逆变器和当前可控无功补偿设备。具体地，通过逆变器机端电压的电压无功灵敏度、无功补偿装置及并网点的无功电压灵敏度，在逆变器无功已满发的情况下，再次对无功补偿装置下发无功控制指令，结合上轮调控，对输出的无功功率进行校正，以对电压做出更为精确的控制。
[0053]S7、在对无功目标进行校正后，判断无功目标是否达到，如果达到，则结束本轮控制，回归S2 ;如果没有达到，则回归S6。
[0054]本发明通过改变逆变器的分配方式、实时计算逆变器和无功补偿装置的控制误差，在电压无功调节过程中引入控制误差补偿和状态预估技术。通过对逆变器和无功补偿装置无功电压控制目标的误差补偿处理，使光伏电站无功出力的输出和无功控制目标之间的稳态误差逐步减小，直到达到无功控制目标，有利于提高电压调节合格率。通过状态估计来修正控制目标，整个电压控制过程中，安全性和稳定性得以提高，提高了并网点电压安全运行水平。
[0055]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种光伏电站AVC控制方法，其特征在于，实时计算逆变器和无功补偿装置的控制误差，在电压无功调节过程中引入控制误差补偿和状态预估技术，通过逐步减小光伏电站无功源的输出和控制目标之间的稳态误差的方式进行无功控制；具体包括以下步骤: 51、获取光伏电站逆变器及无功补偿装置的实时状态数据和运行状态信息以及升压站电气量信息； 52、接收母线电压控制指令，获得无功目标；并结合站内光伏逆变器的电压无功灵敏度、无功补偿装置的电压无功灵敏度、并网点的电压无功灵敏度，生成无功增量； 53、计算可控逆变器数量及逆变器可控裕度，并计算可控无功补偿设备可控裕度； 54、根据无功增量分配无功控制目标，根据无功控制目标生成无功控制指令，并下发给可控逆变器及可控无功补偿设备； 55、判断无功目标是否达到； S51、当无功目标达到，则结束本轮控制，回归S2 ; 56、当无功目标未达到，则根据无功控制目标和当前无功实际值计算逆变器和无功补偿设备控制偏差，并生成无功校正目标值下发给当前可控逆变器和当前可控无功补偿设备; 57、判断无功目标是否达到，如果达到，则结束本轮控制，回归S2;如果没有达到，则回归S6。2.如权利要求1所述的光伏电站AVC控制方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤: 541、将无功增量与逆变器可控裕度总值比较； 542、当无功增量小于或等于逆变器可控裕度总值，则控制逆变器释放无功裕度； 543、当无功增量大于逆变器可控裕度总值，则控制逆变器释放所有的无功裕度，然后通过无功补偿设备进行无功补偿。3.如权利要求2所述的光伏电站AVC控制方法，其特征在于，步骤S42具体为:选择当前可控逆变器组内的多台逆变器，被选择的逆变器组释放所有无功裕度；如果达到无功目标，则结束控制；如果无功目标未达到，则计算当前被选择参与无功控制的逆变器总无功，并与无功增量生成偏差值，将偏差值与当前可控逆变器的无功裕度比较，如果偏差值小于当前可控逆变器的无功裕度，通过控制逆变器释放无功裕度进行无功补偿。4.如权利要求3所述的光伏电站AVC控制方法，其特征在于，如果偏差值小于当前可控逆变器的无功裕度，通过控制逆变器释放无功裕度进行无功补偿的方式如下:若偏差值小于或等于一台逆变器的可控无功裕度，则随机选择一台逆变器释放无功裕度；若偏差值大于一台逆变器的可控无功裕度，则继续随机选择一台逆变器释放无功裕度，直至偏差值消除完成。5.如权利要求1所述的光伏电站AVC控制方法，其特征在于，判断无功目标是否达到的方式为:根据当前母线目标电压与当前母线电压之间的电压差值，进行判断。6.如权利要求1所述的光伏电站AVC控制方法，其特征在于，无功补偿设备包括SVG和SVCo7.如权利要求1所述的光伏电站AVC控制方法，其特征在于，步骤SI中的电气量信息至少应包括升压站主变高低压侧母线电压、主变高低压侧有功功率和无功功率、变压器档 bo ^TTl
【专利摘要】本发明公开了一种光伏电站AVC控制方法，实时计算逆变器和无功补偿装置的控制误差，在电压无功调节过程中引入控制误差补偿和状态预估技术，通过逐步减小光伏电站无功源的输出和控制目标之间的稳态误差的方式进行无功控制。本发明接收无功目标后，能结合当前无功实际值，协调场内各无功源，快速跟随主站下发的无功目标进行无功控制。本发明能合理分配逆变器、无功补偿装置的无功出力均衡，保证光伏电站设备安全稳定运行的前提下，实现动态的连续调节以控制并网点电压，满足电网电压的要求。
【IPC分类】H02J3/18
【公开号】CN104901319
【申请号】CN201510242335
【发明人】张平刚, 陈超
【申请人】安徽立卓智能电网科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月13日
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏电站无功补偿技术领域，尤其涉及光伏电站AVC控制方法。
【背景技术】
[0002]太阳能发电近年来在国家的大力扶持下获得了巨大的发展，由于太阳能发电的随机性、间歇性的特点，造成电网运行调度的困难和复杂化，对电网的安全稳定运行造成了很大影响，因此电网调度机构迫切需要实现光伏电站运行的实时监控。而AVC(自动电压控制)技术作为光伏电站的新系统，对光伏电站电压有着至关重要的影响。
[0003]光伏发电的快速发展，给电网带来了巨大挑战，使得电网需考虑大规模光伏接入电网的背景下，如何实现光伏电站输出的功率控制至关重要。
[0004]光伏发电的随机波动性，增加了电网运行控制的难度，降低电网运行经济性。对于一个由数十台甚至上百台具有无功调节能力的逆变器，其无功控制的关键在于如何协调光伏电站无功控制与逆变器控制之间的关系。由于光伏电站机组容量相对较小，单台逆变器无功调节难以实现对系统电压的支撑，也难以满足相关规程要求。因此，光伏电站的无功功率调节问题必然牵涉到众多逆变器组及无功补偿设备的联合调节。如何协调控制每台逆变器及无功补偿设备的无功输出，使得光伏电站并网点的无功输出满足系统负荷变化，抑制由负荷变化引起的母线电压波动，抵御由局部电网故障造成的控制点电压跌落，维持光伏电站接入区域电网电压稳定问题备受关注。
[0005]目前主流的控制方案如下:光伏站AVC系统接收到调度中心主站下发的并网点母线电压指令后，AVC子站结合当前站内运行工况，计算出电压达标所需的无功量，根据逆变器有限，SVC或者SVG等无功补偿设备次之，再提示调节或直接调节主变的顺序进行控制。目前按照各逆变器等功率因数的分配策略将无功分配给各逆变器，若逆变器发出的无功不能满足电压调控要求，则再将无功指令下发给无功补偿设备，使光伏电站母线电压维持在调度中心下达的指令附近。
[0006]但目前这种方案在实际应用中存在以下问题:一、按照功率因数的分配策略，在一个指令周期内(目前已接入的各级调度，一般5分钟下发一个指令，在一个指令周期内，太阳能电池板受光照强度影响，有功变化频繁，这时会存在输出指令变化频繁的情况(一般是15-30S，根据计算出的的无功增量，单次或逐步下发给逆变器)；二、个别逆变器存在无功输出不准，或者故障不能输出无功的情况，造成本次调节误差。
[0007]总而言之，目前光伏电站AVC调节的电压合格率普遍偏低。
【发明内容】
[0008]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种光伏电站AVC控制方法。
[0009]本发明提出的一种光伏电站AVC控制方法，实时计算逆变器和无功补偿装置的控制误差，在电压无功调节过程中引入控制误差补偿和状态预估技术，通过逐步减小光伏电站无功源的输出和控制目标之间的稳态误差的方式进行无功控制；具体包括以下步骤:
[0010]S1、获取光伏电站逆变器及无功补偿装置的实时状态数据和运行状态信息以及升压站电气量信息；
[0011]S2、接收母线电压控制指令，获得无功目标；并结合站内光伏逆变器的电压无功灵敏度、无功补偿装置的电压无功灵敏度、并网点的电压无功灵敏度，生成无功增量；
[0012]S3、计算可控逆变器数量及逆变器可控裕度，并计算可控无功补偿设备可控裕度；
[0013]S4、根据无功增量分配无功控制目标，根据无功控制目标生成无功控制指令，并下发给可控逆变器及可控无功补偿设备；
[0014]S5、判断无功目标是否达到；
[0015]S51、当无功目标达到，则结束本轮控制，回归S2 ;
[0016]S6、当无功目标未达到，则根据无功控制目标和当前无功实际值计算逆变器和无功补偿设备控制偏差，并生成无功校正目标值下发给当前可控逆变器和当前可控无功补偿设备；
[0017]S7、判断无功目标是否达到，如果达到，则结束本轮控制，回归S2 ;如果没有达到，则回归S6。
[0018]本发明接收无功目标后，能结合当前无功实际值，协调场内各无功源，快速跟随主站下发的无功目标进行无功控制。本发明能合理分配逆变器、无功补偿装置的无功出力均衡，保证光伏电站设备安全稳定运行的前提下，实现动态的连续调节以控制并网点电压，满足电网电压的要求。
[0019]优选地，步骤S4具体包括以下步骤:
[0020]S41、将无功增量与逆变器可控裕度总值比较；
[0021]S42、当无功增量小于或等于逆变器可控裕度总值，则控制逆变器释放无功裕度；
[0022]S43、当无功增量大于逆变器可控裕度总值，则控制逆变器释放所有的无功裕度，然后通过无功补偿设备进行无功补偿。
[0023]本发明首先充分利用逆变器进行无功补偿，当仅靠逆变器的无功容量不能满足无功增量需要时，再控制调节无功补偿装置进行无功补偿。层次性强，分工明确，有利于提高无功调节的精确性。
[0024]优选地，步骤S42具体为:选择当前可控逆变器组内的多台逆变器，被选择的逆变器组释放所有无功裕度；如果达到无功目标，则结束控制；如果无功目标未达到，则计算当前被选择参与无功控制的逆变器总无功，并与无功增量生成偏差值，将偏差值与当前可控逆变器的无功裕度比较，如果偏差值小于当前可控逆变器的无功裕度，通过控制逆变器释放无功裕度进行无功补偿。
[0025]优选地，如果偏差值小于当前可控逆变器的无功裕度，通过控制逆变器释放无功裕度进行无功补偿的方式如下:若偏差值小于或等于一台逆变器的可控无功裕度，则随机选择一台逆变器释放无功裕度；若偏差值大于一台逆变器的可控无功裕度，则继续随机选择一台逆变器释放无功裕度，直至偏差值消除完成。
[0026]本发明在对逆变器进行无功裕度释放时，结合了状态预估技术，首先选择一部分逆变器释放无功裕度，然后根据偏差值，再对可控逆变器进行逐一释放无功裕度。如此，既避免了传统的逐一调节无功功率效率低下的问题，又避免了一次释放无功裕度过多，导致超量补偿无功功率的问题。
[0027]优选地，判断无功目标是否达到的方式为:根据当前母线目标电压与当前母线电压之间的电压差值，进行判断。
[0028]优选地，无功补偿设备包括SVG和SVC。
[0029]优选地，步骤SI中的电气量信息至少应包括升压站主变高低压侧母线电压、主变高低压侧有功功率和无功功率、变压器档位。电气量信息收集的越全面，越有利于对电网状态的精确判断。
[0030]本发明通过改变逆变器的分配方式、实时计算逆变器和无功补偿装置的控制误差，在电压无功调节过程中引入控制误差补偿和状态预估技术。通过对逆变器和无功补偿装置无功电压控制目标的误差补偿处理，使光伏电站无功出力的输出和无功控制目标之间的稳态误差逐步减小，直到达到无功控制目标，有利于提高电压调节合格率。通过状态估计来修正控制目标，整个电压控制过程中，安全性和稳定性得以提高，提高了并网点电压安全运行水平。
【附图说明】
[0031]图1为本发明提出的一种光伏电站AVC控制方法流程图；
[0032]图2为本发明提出的一种光伏电站AVC控制方法局部流程图。
【具体实施方式】
[0033]本发明提出的一种光伏电站AVC控制方法，实时计算逆变器和无功补偿装置的控制误差，在电压无功调节过程中引入控制误差补偿和状态预估技术，通过逐步减小光伏电站无功源的输出和控制目标之间的稳态误差的方式进行无功控制。
[0034]本发明接收无功目标后，能结合当前无功实际值，协调场内各无功源，快速跟随主站下发的无功目标，首先充分利用逆变器进行无功补偿，当仅靠逆变器的无功容量不能满足无功增量需要时，再控制调节无功补偿装置进行无功补偿。
[0035]本发明能合理分配逆变器、无功补偿装置的无功出力均衡，保证光伏电站设备安全稳定运行的前提下，实现动态的连续调节以控制并网点电压，满足电网电压的要求。
[0036]参照图1，本发明提供的光伏电站AVC控制方法具体步骤如下:
[0037]S1、获取光伏电站逆变器及无功补偿装置的实时状态数据和运行状态信息以及升压站电气量信息，以便实时了解电网状态，便于后续对光伏电站的精确控制。电气量信息至少应包括升压站主变高低压侧母线电压、主变高低压侧有功功率和 无功功率、变压器档位。电气量信息收集的越全面，越有利于对电网状态的精确判断。
[0038]S2、接收母线电压控制指令，生成无功目标；结合站内光伏逆变器的电压无功灵敏度、无功补偿装置的电压无功灵敏度、并网点的电压无功灵敏度，生成无功增量。
[0039]无功增量为无功目标与当前无功实际值的差值，当前无功实际值根据逆变器的电压无功灵敏度、无功补偿装置的电压无功灵敏度、并网点的电压无功灵敏度进行计算。
[0040]对无功灵敏度的统计，可以为后续的无功控制奠定基础，避免由于灵敏度的原因，导致无功指令执行不到位，从而出现意料之外的误差。
[0041 ] S3、计算可控逆变器数量及逆变器可控裕度，并计算可控无功补偿设备可控裕度。如此，可实时掌握站内可控无功出力，避免盲目的无功调节。
[0042]S4、根据无功增量分配无功控制目标，根据无功控制目标生成无功控制指令，并下发给可控逆变器及可控无功补偿设备。
[0043]参照图2，步骤S4具体可分为以下几步执行:
[0044]S41、将无功增量与逆变器可控裕度总值比较。
[0045]S42、当无功增量小于或等于逆变器可控裕度总值，表示所需无功增量可由逆变器承担，则控制逆变器释放无功裕度以提供无功功率。具体地，选择当前可控逆变器组内的多台逆变器，被选择的逆变器组释放所有无功裕度，未被选择的逆变器组保持当前工况不动，如果达到无功目标，则结束本轮控制回归步骤S2 ;如果无功目标未达到，则计算统计当前被选择参与无功控制的逆变器组总无功，并与无功增量生成偏差值，将偏差值与当前可控逆变器的无功裕度比较，如果偏差值小于当前可控逆变器的无功裕度，通过控制逆变器释放无功裕度进行无功补偿。
[0046]以上步骤中，如果偏差值小于当前可控逆变器的无功裕度，通过控制逆变器释放无功裕度进行无功补偿的方式如下:若偏差值小于或等于一台逆变器的可控无功裕度，即偏差值可由一台逆变器承担，则随机选择一台逆变器释放无功裕度以达到无功目标；若偏差值大于一台逆变器的可控无功裕度，则继续随机选择一台逆变器释放无功裕度，直至偏差值消除完成。
[0047]根据无功增量和设备可控无功裕度生成无功控制指令的过程中，应用到了状态预估技术，使得生成的无功控制指令更加具有针对性，有利于提高无功调节的效率。
[0048]S43、当无功增量大于逆变器可控裕度总值，则控制逆变器释放所有的无功裕度，然后通过无功补偿设备释放无功裕度进行无功补偿。如此，通过控制误差补偿，可逐步对无功电压进行调节，直至实现无功目标。
[0049]无功补偿设备包括SVG (Static Var Generator，静止无功发生器)和SVC (StaticVar Compensator，静止无功补偿装置)。
[0050]S5、判断无功目标是否达到。本发明中，在无功补偿装置和/或逆变器有无功输出动作后，根据当前母线目标电压与当前母线电压之间的电压差值，判断无功电压控制目标是否达到。
[0051]S51、如果无功目标达到，则结束本轮控制，回归S2，开始下一轮的无功控制。
[0052]S6、当无功目标未达到，则根据无功控制目标和当前无功实际值计算逆变器和无功补偿设备控制偏差，并生成无功校正目标值下发给当前可控逆变器和当前可控无功补偿设备。具体地，通过逆变器机端电压的电压无功灵敏度、无功补偿装置及并网点的无功电压灵敏度，在逆变器无功已满发的情况下，再次对无功补偿装置下发无功控制指令，结合上轮调控，对输出的无功功率进行校正，以对电压做出更为精确的控制。
[0053]S7、在对无功目标进行校正后，判断无功目标是否达到，如果达到，则结束本轮控制，回归S2 ;如果没有达到，则回归S6。
[0054]本发明通过改变逆变器的分配方式、实时计算逆变器和无功补偿装置的控制误差，在电压无功调节过程中引入控制误差补偿和状态预估技术。通过对逆变器和无功补偿装置无功电压控制目标的误差补偿处理，使光伏电站无功出力的输出和无功控制目标之间的稳态误差逐步减小，直到达到无功控制目标，有利于提高电压调节合格率。通过状态估计来修正控制目标，整个电压控制过程中，安全性和稳定性得以提高，提高了并网点电压安全运行水平。
[0055]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种光伏电站AVC控制方法，其特征在于，实时计算逆变器和无功补偿装置的控制误差，在电压无功调节过程中引入控制误差补偿和状态预估技术，通过逐步减小光伏电站无功源的输出和控制目标之间的稳态误差的方式进行无功控制；具体包括以下步骤: 51、获取光伏电站逆变器及无功补偿装置的实时状态数据和运行状态信息以及升压站电气量信息； 52、接收母线电压控制指令，获得无功目标；并结合站内光伏逆变器的电压无功灵敏度、无功补偿装置的电压无功灵敏度、并网点的电压无功灵敏度，生成无功增量； 53、计算可控逆变器数量及逆变器可控裕度，并计算可控无功补偿设备可控裕度； 54、根据无功增量分配无功控制目标，根据无功控制目标生成无功控制指令，并下发给可控逆变器及可控无功补偿设备； 55、判断无功目标是否达到； S51、当无功目标达到，则结束本轮控制，回归S2 ; 56、当无功目标未达到，则根据无功控制目标和当前无功实际值计算逆变器和无功补偿设备控制偏差，并生成无功校正目标值下发给当前可控逆变器和当前可控无功补偿设备; 57、判断无功目标是否达到，如果达到，则结束本轮控制，回归S2;如果没有达到，则回归S6。2.如权利要求1所述的光伏电站AVC控制方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤: 541、将无功增量与逆变器可控裕度总值比较； 542、当无功增量小于或等于逆变器可控裕度总值，则控制逆变器释放无功裕度； 543、当无功增量大于逆变器可控裕度总值，则控制逆变器释放所有的无功裕度，然后通过无功补偿设备进行无功补偿。3.如权利要求2所述的光伏电站AVC控制方法，其特征在于，步骤S42具体为:选择当前可控逆变器组内的多台逆变器，被选择的逆变器组释放所有无功裕度；如果达到无功目标，则结束控制；如果无功目标未达到，则计算当前被选择参与无功控制的逆变器总无功，并与无功增量生成偏差值，将偏差值与当前可控逆变器的无功裕度比较，如果偏差值小于当前可控逆变器的无功裕度，通过控制逆变器释放无功裕度进行无功补偿。4.如权利要求3所述的光伏电站AVC控制方法，其特征在于，如果偏差值小于当前可控逆变器的无功裕度，通过控制逆变器释放无功裕度进行无功补偿的方式如下:若偏差值小于或等于一台逆变器的可控无功裕度，则随机选择一台逆变器释放无功裕度；若偏差值大于一台逆变器的可控无功裕度，则继续随机选择一台逆变器释放无功裕度，直至偏差值消除完成。5.如权利要求1所述的光伏电站AVC控制方法，其特征在于，判断无功目标是否达到的方式为:根据当前母线目标电压与当前母线电压之间的电压差值，进行判断。6.如权利要求1所述的光伏电站AVC控制方法，其特征在于，无功补偿设备包括SVG和SVCo7.如权利要求1所述的光伏电站AVC控制方法，其特征在于，步骤SI中的电气量信息至少应包括升压站主变高低压侧母线电压、主变高低压侧有功功率和无功功率、变压器档 bo ^TTl
【专利摘要】本发明公开了一种光伏电站AVC控制方法，实时计算逆变器和无功补偿装置的控制误差，在电压无功调节过程中引入控制误差补偿和状态预估技术，通过逐步减小光伏电站无功源的输出和控制目标之间的稳态误差的方式进行无功控制。本发明接收无功目标后，能结合当前无功实际值，协调场内各无功源，快速跟随主站下发的无功目标进行无功控制。本发明能合理分配逆变器、无功补偿装置的无功出力均衡，保证光伏电站设备安全稳定运行的前提下，实现动态的连续调节以控制并网点电压，满足电网电压的要求。
【IPC分类】H02J3/18
【公开号】CN104901319
【申请号】CN201510242335
【发明人】张平刚, 陈超
【申请人】安徽立卓智能电网科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月13日
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