[发明专利]太阳能发电系统中的无功功率补偿

说明书

技术领域

本发明的实施例总体上涉及用于补偿电力系统中的无功功率的方 法和系统，并且特别是涉及用于补偿太阳能发电系统中的无功功率的方 法和系统。

背景技术

输电和配电网将电能从发电设施传输给最终用户。输电和配电系统 上的电压管理是针对系统的稳定工作和设计而考虑的因素之一。无功功 率流可受到例如电源、输电和配电系统中的变化、分流无功元件(shunt reactive element)的添加以及负载的影响。

从电力输送的立场来看无功功率是重要的。在典型的电力系统中， 无功功率流对电压有影响。因为大多数输电系统都是电感性的，所以增 加无功电流分量(即电容性的无功伏安或VAR)将导致电压升高。相反， 减少无功功率分量(即电感性VAR)将导致电压降低。另外，导致电压 升高的过多无功功率流可使过度压力施加在传输线、变压器和其它电气 部件上。

无功功率补偿技术已经通过提供基于有效功率生成(real power generation)的VAR支持和功率因数(power factor)控制得以解决。 然而，VAR支持和功率因数控制具有一些缺点。例如，VAR支持增加了 无功功率并且不影响有效功率。因此，发电机的总性能未得到利用，因 为VAR支持与有效功率输出和无功功率输出的平方成比例。而且，功率 因数控制可能为了内在地维持期望电压而偶尔造成不期望的行为，诸如 引入电容。

因此，需要增强型无功功率控制以动态地解决发电系统中的波动情 况。

发明内容

提出了一种提供无功功率支持的方法。所述方法包括检测分布式太阳 能发电系统中的多个网络参数中的至少一个。所述发电系统包括经由逆变 器耦合到电网的多个光伏模块。所述方法进一步包括感测耦合到所述分布 式太阳能发电系统的所述光伏模块的状态并基于所感测到的状态和所检测 到的网络参数来确定无功功率测量。使用所述无功功率测量来生成无功功 率命令。进一步使用所述无功功率命令来补偿所述分布式太阳能发电系统 中的无功功率。

在一个实施例中，提出了一种具有耦合到电网的多个光伏模块的系 统。所述系统包括至少一个与相应的光伏模块进行耦合的逆变器。多个感 测装置耦合到电网并被配置为感测至少一个网络参数和无功功率测量。所 述系统进一步包括耦合到所述至少一个逆变器的优化控制器，所述优化控 制器被配置为生成无功功率命令。所述无功功率命令被用于基于所述至少 一个网络参数和所感测到的状态来补偿所述分布式太阳能发电系统中的无 功功率。

在本发明的一个实施例中，提出了一种用于优化无功功率补偿的设 备。所述设备包括被配置为接收多个网络参数和逆变器状况的接收器，所 述逆变器耦合到与电网耦合的分布式太阳能发电系统中的光伏模块。存储 器耦合到所述接收器以存储所述多个网络参数和所述状况。至少一个处理 器耦合到所述接收器，并且被配置为基于所述网络参数和所述状况来计算 用于分布式太阳能发电系统的无功功率测量。所述处理器被配置为基于所 述无功功率测量来生成无功功率命令。所述设备进一步包括耦合到所述处 理器的发射器(transmitter)，所述发射器被配置为将所述无功功率命令 传输给所述逆变器以补偿所述分布式太阳能发电系统中的无功功率。

附图说明

当参照附图读完下面的详细说明时，将可以更好地理解本发明的这 些和其它特征、方面和优点，在整个附图中，相似标号表示相似部分。

图1是根据本发明的方面的包括光伏模块的分布式太阳能发电系统 的框图表示；

图2是根据一个实施例的用于补偿无功功率的方法的流程图；

图3是图1中的光伏模块耦合到电网的示意性表示；

图4示出如图1中所实施的控制器的框图。

具体实施方式

容易理解，可以以各种各样的不同配置来设置和设计在此处图中所 一般说明和示出的实施例的部件。因而，下面的各个实施例的更详细说 明(如在图中所表示的)，并不意旨限制本发明的范围(如所要求的)， 而是仅仅代表各个实施例。虽然实施例的各个方面被呈现在图示中，但 是除非具体指出，所述图示未必按照比列绘制。

短语“连接到”、“耦合到”以及“与...通信”指两个或更多实体之 间的任何形式的相互作用，包括机械、电、磁、电磁、流体以及热相互 作用。两个部件可被相互耦合，即使这两个部件相互不直接接触。